Question

13．请在标有序号的空白处填空：
Ⅰ．（1）形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁＜铝；
（2）对于Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？
①升高温度：加快反应速率；②增大盐酸浓度：加快反应速率；
③增大铁的质量：无影响；④增加盐酸体积：无影响．
Ⅱ．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）①图中A、C分别表示反应物能量、生成物能量，E的大小对该反应的反应热有无影响？无．
②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？降低，理由是因为催化剂改变了反应的历程，降低了正逆反应的活化能E；
（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．写出该催化循环机理的化学方程式SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂、4VO₂+O₂═2V₂O₅；
（4）如果反应速率v（SO₂）为0.05mol•（L•min）^-1，则：v（O₂）=0.025mol•（L•min）^-1、v（SO₃）=0.05mol•（L•min）^-1．

Answer 1

分析 I、（1）决定反应速率大小的主要因素是反应物本身的性质；
（2）改变反应速率的手段有：改变反应物的浓度、改变体系的压强、改变温度和使用催化剂等，据此分析；
II、（1）反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，加入催化剂，活化能减小，反应反应热不变；
（2）根据反应2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）结合1mol SO₂（g）氧化为1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1计算反应热；
（3）V₂O₅氧化SO₂时，自己被还原为四价钒化合物，还生成三氧化硫；四价钒化合物再被氧气氧化生成V₂O₅；
（4）依据化学反应速率之比等于系数之比计算得到．

解答 解：I、（1）决定反应速率大小的主要因素是反应物本身的性质，由于铝比铁活泼，故和等浓度的盐酸反应，反应速率铝更快，故答案为：＜；
（2）①升高温度，反应速率加快，故答案为：加快反应速率；
②增大反应物的浓度，反应速率加快，故增大盐酸浓度，能加快反应速率，故答案为：加快反应速率；
③增大铁的质量，由于铁是固体，铁的浓度并不改变，故对反应速率无影响，故答案为：无影响；
④增加盐酸体积只是增大了盐酸的用量，盐酸的浓度不变，则对反应速率无影响，故答案为：无影响．
II、（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，E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，加入催化剂，活化能减小，反应反应热不变；
故答案为：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，降低了正逆反应的活化能E；
（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=-198kJ•mol^-1，
则2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-198KJ•mol^-1，故答案为：-198KJ•mol^-1；
（3）V₂O₅氧化SO₂时，自己被还原为四价钒化合物，还生成三氧化硫；四价钒化合物再被氧气氧化生成V₂O₅，该催化循环机理的化学方程式为SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂、4VO₂+O₂═2V₂O₅，故答案为：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0.05mol•L^-1•min^-1，依据比例计算得到v（O₂）=0.025mol/L•min；v（SO₃）=0.05mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.025mol•（L•min）^-1；0.05mol•（L•min）^-1．

点评 本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握热化学反应方程式的书写、盖斯定律的应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．