Question

7．2SO₂（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=-99  kJ•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有无影响？没有影响．
（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^-1•min^-1，则v（O₂）=0.025mol•L^-1•min^-1、v（SO₃）=0.05mol•L^-1•min^-1．
（5）已知1mol硫燃烧放热为296kJ，计算由S（s）生成3mol SO₃（g）的△H（要求计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据A、C、E分别表示反应物总能量、生成物总能量、正反应反应活化能；
（2）根据参加反应SO₂的物质的量之比等于对应的△H之比；
（3）根据反应物和生成物确定反应的历程；
（4）反应速率之比等于化学计量数之比；
（5）根据单质硫的燃烧热以及1mol SO₂（g）氧化为1mol SO₃的反应热利用盖斯定律来计算．

解答 解：（1）因图中A、C、E分别表示反应物总能量、生成物总能量、正反应反应活化能，活化能大小影响反应的速率，但不影响反应的反应热，催化剂降低反应的活化能加快反应的速率，但不能改变反应热，
故答案为：反应物总能量；生成物总能量；没有影响；
（2）因1mol SO₂（g）氧化为1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，所以2mol SO₂（g）氧化为2mol SO₃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，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化，则反应的相关方程式为SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂=2V₂O₅，
故答案为：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂=2V₂O₅；
（4）反应速率之比等于化学计量数之比，则υ（O₂）=$\frac{1}{2}$υ（SO₂）=$\frac{1}{2}$×0.05mol•L^-1•min^-1=0.025mol•L^-1•min^-1，υ（SO₂）=υ（SO₃）
故答案为：0.025；0.05；
（5）因单质硫的燃烧热为296kJ•mol^-1，则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SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，
由盖斯定律可得：S（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-296kJ•mol^-1+（-99kJ•mol^-1_）=-395kJ•mol^-1，
所以S（s）生成3mol SO₃（g）的△H为-395kJ•mol^-1×3=-1185 kJ•mol^-1，
故答案为：因单质硫的燃烧热为296kJ•mol^-1，则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SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，
由盖斯定律可得：S（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-296kJ•mol^-1+（-99kJ•mol^-1_）=-395kJ•mol^-1，
所以S（s）生成3mol SO₃（g）的△H为-395kJ•mol^-1×3=-1185 kJ•mol^-1．

点评 本题综合考查反应热与焓变，为高考常见题型，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．