Question

7．2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應過程的能量變化如圖所示．已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99  kJ•mol^-1．請回答下列問題：
（1）圖中A、C分別表示反應物總能量、生成物總能量，E的大小對該反應的反應熱有無影響？沒有影響．
（2）圖中△H=-198kJ•mol^-1．
（3）V₂O₅的催化循環(huán)機理可能為：V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化．寫出該催化循環(huán)機理的化學方程式：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂=2V₂O₅．
（4）如果反應速率v（SO₂）為0.05mol•L^-1•min^-1，則v（O₂）=0.025mol•L^-1•min^-1、v（SO₃）=0.05mol•L^-1•min^-1．
（5）已知1mol硫燃燒放熱為296kJ，計算由S（s）生成3mol SO₃（g）的△H（要求計算過程）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)A、C、E分別表示反應物總能量、生成物總能量、正反應反應活化能；
（2）根據(jù)參加反應SO₂的物質(zhì)的量之比等于對應的△H之比；
（3）根據(jù)反應物和生成物確定反應的歷程；
（4）反應速率之比等于化學計量數(shù)之比；
（5）根據(jù)單質(zhì)硫的燃燒熱以及1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的反應熱利用蓋斯定律來計算．

解答 解：（1）因圖中A、C、E分別表示反應物總能量、生成物總能量、正反應反應活化能，活化能大小影響反應的速率，但不影響反應的反應熱，催化劑降低反應的活化能加快反應的速率，但不能改變反應熱，
故答案為：反應物總能量；生成物總能量；沒有影響；
（2）因1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，所以2mol SO₂（g）氧化為2mol SO₃的△H=-198kJ•mol^-1，
則2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-198kJ•mol^-1，故答案為：-198kJ•mol^-1； 
（3）V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化，則反應的相關方程式為SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂=2V₂O₅，
故答案為：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂=2V₂O₅；
（4）反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則υ（O₂）=$\frac{1}{2}$υ（SO₂）=$\frac{1}{2}$×0.05mol•L^-1•min^-1=0.025mol•L^-1•min^-1，υ（SO₂）=υ（SO₃）
故答案為：0.025；0.05；
（5）因單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1，則S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1，
而 1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，則SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可得：S（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-296kJ•mol^-1+（-99kJ•mol^-1_）=-395kJ•mol^-1，
所以S（s）生成3mol SO₃（g）的△H為-395kJ•mol^-1×3=-1185 kJ•mol^-1，
故答案為：因單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1，則S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1，
而 1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，則SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可得：S（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-296kJ•mol^-1+（-99kJ•mol^-1_）=-395kJ•mol^-1，
所以S（s）生成3mol SO₃（g）的△H為-395kJ•mol^-1×3=-1185 kJ•mol^-1．

點評 本題綜合考查反應熱與焓變，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意催化劑對反應的影響以及蓋斯定律的應用．