题目内容
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=-99kJ?mol-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=______kJ?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______；
（4）如果反应速率υ（SO2）为0.05mol?L-1?min-1，则υ（O2）=______mol?L-1?min-1、υ（SO3）=______mol?L-1?min-1；
（5）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）．
【答案】分析：（1）A、C分别表示反应物总能量的生成物总能量，B为活化能，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；
（2）根据参加反应SO2的物质的量之比等于对应的△H之比；
（3）依据催化剂的循环机理分析反应物和生成物结合原子守恒书写化学方程式；
（4）依据化学反应速率之比等于系数之比计算得到5；
（5）依据燃烧热的概念和热化学方程式，结合盖斯定律计算得到．
解答：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，
故答案为：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=-99kJ?mol-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=-198kJ?mol-1，则2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-198KJ?mol-1，故答案为：-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，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：0.025；0.05；
（5）单质硫的燃烧热为296kJ?mol-1，热化学方程式为：①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=-296 KJ?mol-1，已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=-99kJ?mol-1．热化学方程式为：
②SO2（g）+1/2O2（g）?SO3（g）△H2=-99 KJ?mol-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 KJ?mol-1，故答案为：-1185 KJ?mol-1．
点评：本题考查了物质反应过程中的能量变化分析判断，催化剂的作用原因，化学反应速率的计算应用，热化学方程式的书写，燃烧热的概念应用，盖斯定律的计算应用，题目难度中等．
（2）根据参加反应SO2的物质的量之比等于对应的△H之比；
（3）依据催化剂的循环机理分析反应物和生成物结合原子守恒书写化学方程式；
（4）依据化学反应速率之比等于系数之比计算得到5；
（5）依据燃烧热的概念和热化学方程式，结合盖斯定律计算得到．
解答：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，
故答案为：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=-99kJ?mol-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=-198kJ?mol-1，则2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-198KJ?mol-1，故答案为：-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，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：0.025；0.05；
（5）单质硫的燃烧热为296kJ?mol-1，热化学方程式为：①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=-296 KJ?mol-1，已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=-99kJ?mol-1．热化学方程式为：
②SO2（g）+1/2O2（g）?SO3（g）△H2=-99 KJ?mol-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 KJ?mol-1，故答案为：-1185 KJ?mol-1．
点评：本题考查了物质反应过程中的能量变化分析判断，催化剂的作用原因，化学反应速率的计算应用，热化学方程式的书写，燃烧热的概念应用，盖斯定律的计算应用，题目难度中等．
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