题目内容
【题目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJmol﹣1 .
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示、 , E的大小对该反应的反应热有无影响? . 该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? , 理由是;
(2)图中△H=kJmol﹣1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化.写出该催化循环机理的化学方程式;
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05molL﹣1min﹣1 , 则υ(O2)=molL﹣1min﹣1、υ(SO3)=molL﹣1min﹣1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296kJmol﹣1 , 计算由S(s)生成3molSO3(g)的△H(要求计算过程).
【答案】
(1)反应物能量;生成物能量;无;降低;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低
(2)﹣198
(3)SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5
(4)0.025;0.05
(5)解:单质硫的燃烧热为296kJmol﹣1,
热化学方程式为:①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣296 KJmol﹣1,
已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJmol﹣1.
热化学方程式为:②SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)△H2=﹣99 KJmol﹣1 ;
依据盖斯定律,②+①得到:③S(s)+O2(g)=SO3(g)△H=(△H1+△H2)KJ/mol;
计算由S(s)生成3molSO3(g)③×3得到:
3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g)△H=3(△H1+△H2)=﹣1185 KJmol﹣1,
故△H =1185 KJmol﹣1.
【解析】解:(1)因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,B为活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关,催化剂改变反应速率通过参与反应过程,降低活化能实现,
所以答案是:反应物总能量;生成物总能量;无;降低;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低;(2)因1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJmol﹣1 , 图象中的能量变化是反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化;所以2molSO2(g)氧化为2molSO3的△H=﹣198kJmol﹣1 , 则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=﹣198KJmol﹣1 , 所以答案是:﹣198;(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物反应的化学方程式为:SO2+V2O5=SO3+2VO2;四价钒化合物再被氧气氧化,依据化合价变化和氧化还原反应分析得到反应的化学方程式为:4VO2+O2=2V2O5 , 所以答案是:SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5;(4)反应的化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应速率之比等于系数之比,v(SO2):v(O2):v(SO3)=2:1:2,反应速率υ(SO2)为0.05molL﹣1min﹣1 , 依据比例计算得到v(O2)=0.025mol/Lmin;v(SO3)=0.05molL﹣1min﹣1 ,
所以答案是:0.025;0.05;(5)单质硫的燃烧热为296kJmol﹣1 , 热化学方程式为:①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣296 KJmol﹣1 , 已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJmol﹣1 . 热化学方程式为:
②SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)△H2=﹣99 KJmol﹣1 ;依据盖斯定律,②+①得到:③S(s)+O2(g)=SO3(g)△H=(△H1+△H2)KJ/mol;计算由S(s)生成3molSO3(g)③×3得到:
3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g)△H=3(△H1+△H2)=﹣1185 KJmol﹣1 , 所以答案是:﹣1185 KJmol﹣1 .
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