Question

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO₂(g)氧化为1 mol SO₃(g)的ΔH=-99 kJ·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ΔH=_________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v(SO₂)为0.05 mol·L^-1·min^-1，则v(O₂)=_______mol·L^-1·min^-1、v(SO₃)=_______mol·L^-1·min^-1；

(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol^-1，计算由S(s)生成3 mol SO₃(g)的ΔH_______(要求计算过程)。

Answer 1

【答案】

(1)反应物能量 生成物能量 没有影响 降低 因为催化剂改变了反应历程，使活化能E降低

(2)-198

(3)SO₂+V₂O₅====SO₃+2VO₂ 4VO₂+O₂====2V₂O₅

(4)0.025 0.05

(5)S(s)+O₂(g)====SO₂(g) ΔH₁=-296 kJ·mol^-1①

SO₂(g)+O₂(g)====SO₃(g) ΔH₂=-99 kJ·mol^-1②

①×3+②×3得

3S(s)+O₂(g)====3SO₃(g) ΔH=(ΔH₁+ΔH₂)×3=-1 185 kJ·mol^-1

【解析】本题考查化学反应中的能量变化、盖斯定律、反应速率计算及催化剂的催化原理。(1)由图象知A、C点分别代表反应物、产物的总能量，E为反应的活化能，因反应历程不同而不同，但对反应热无影响；催化剂的加入，改变了反应历程，降低了反应的活化能，从而加快了反应速率。(2)由已知数据可知ΔH=-99 kJ·mol^-1×2=-198 kJ·mol^-1。(4)对于反应2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，v(SO₂)∶v(O₂)∶v(SO₃)=2∶1∶2，由v(SO₂)=0.05 mol·L^-1·min^-1可得v(O₂)和v(SO₃)。(5)硫的燃烧热为296 kJ·mol^-1，可得S(s)+O₂(g)====SO₂(g)，ΔH=-296 kJ·mol^-1，结合2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，ΔH=-198 kJ·mol^-1，利用盖斯定律，即可求得由S(s)生成3 mol SO₃(g)的ΔH。