Question

11．2SO₂（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（g）的△H=-99kJ•mol^-1．请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，E的大小对该反应的反应热物（填“有”或“无”）影响．该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点降低（填“升高”还是“降低”），△H不变（填“变大”、“变小”或“不变”），理由是因为催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即不改变反应热
（2）图中△H=-198kJ•mol^-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为V₂O₅．写出该催化循环机理的化学方程式SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂、4VO₂+O₂═2V₂O₅．
（4）已知单质硫的燃烧热为296kJ•mol^-1，计算由S（s）生成3molSO₃（g）的△H（要求计算过程）．

Answer 1

分析 （1）A表示反应物总能量，C表示生成物总能量；△H为反应热，E为活化能，活化能的大小与反应热无关；催化剂能够降低反应的活化能，不影响反应物和生成物能量高低；
（2）反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）中反应热表示2molSO₂（g）放出的热量；
（3）V₂O₅氧化SO₂时，自身被还原为四价钒化合物，即得到VO₂与SO₃，四价钒化合物再被氧气氧化为V₂O₅；
（4）单质硫的燃烧热为296kJ•mol^-1，则S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1，再根据盖斯定律计算．

解答 解：（1）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，反应热可表示为生成物总能量能、反应物总能量的大小之差，活化能的大小与反应热无关，
催化剂能够降低反应的活化能，加V₂O₅会使图中B点降低，因为催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即不改变反应热，
故答案为：反应物总能量；生成物总能量；无；降低；不变；因为催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即不改变反应热；
（2）因1mol SO₂（g）氧化为1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，所以2molSO₂（g）氧化为2molSO₃的△H=2×（-99kJ•mol^-1）=-198kJ•mol^-1，故答案为：-198；
（3）V₂O₅氧化SO₂时，自身被还原为四价钒化合物，即得到VO₂与SO₃，四价钒化合物再被氧气氧化为V₂O₅，反应方程式为：SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂，4VO₂+O₂═2V₂O₅，
故答案为：SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂═2V₂O₅；
（4）因单质硫的燃烧热为296kJ•mol^-1，则①：S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1，
而 1mol SO₂（g）氧化为1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，则②：SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，
则根据盖斯定律，①×3+②×3可得：S（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=SO₃（g），△H=3×[（-296kJ•mol^-1）+（-99kJ•mol^-1）]=-1185 KJ•mol^-1，
答：由S（s）生成3molSO₃（g）的△H为-1185 KJ•mol^-1．

点评 本题考查反应热计算有关计算、反应中能量变化，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意催化剂对反应的影响以及盖斯定律的应用．