Question

11．2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應(yīng)過程的能量變化如圖所示．已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃（g）的△H=-99kJ•mol^-1．請(qǐng)回答下列問題：
（1）圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量，E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱物（填“有”或“無”）影響．該反應(yīng)通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會(huì)使圖中B點(diǎn)降低（填“升高”還是“降低”），△H不變（填“變大”、“變小”或“不變”），理由是因?yàn)榇呋瘎┛梢越档头磻?yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差，即不改變反應(yīng)熱
（2）圖中△H=-198kJ•mol^-1；
（3）V₂O₅的催化循環(huán)機(jī)理可能為：V₂O₅氧化SO₂時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化為V₂O₅．寫出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂、4VO₂+O₂═2V₂O₅．
（4）已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1，計(jì)算由S（s）生成3molSO₃（g）的△H（要求計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 （1）A表示反應(yīng)物總能量，C表示生成物總能量；△H為反應(yīng)熱，E為活化能，活化能的大小與反應(yīng)熱無關(guān)；催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，不影響反應(yīng)物和生成物能量高低；
（2）反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）中反應(yīng)熱表示2molSO₂（g）放出的熱量；
（3）V₂O₅氧化SO₂時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物，即得到VO₂與SO₃，四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化為V₂O₅；
（4）單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1，則S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1，再根據(jù)蓋斯定律計(jì)算．

解答 解：（1）圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量，B為活化能，反應(yīng)熱可表示為生成物總能量能、反應(yīng)物總能量的大小之差，活化能的大小與反應(yīng)熱無關(guān)，
催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，加V₂O₅會(huì)使圖中B點(diǎn)降低，因?yàn)榇呋瘎┛梢越档头磻?yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差，即不改變反應(yīng)熱，
故答案為：反應(yīng)物總能量；生成物總能量；無；降低；不變；因?yàn)榇呋瘎┛梢越档头磻?yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差，即不改變反應(yīng)熱；
（2）因1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，所以2molSO₂（g）氧化為2molSO₃的△H=2×（-99kJ•mol^-1）=-198kJ•mol^-1，故答案為：-198；
（3）V₂O₅氧化SO₂時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物，即得到VO₂與SO₃，四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化為V₂O₅，反應(yīng)方程式為：SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂，4VO₂+O₂═2V₂O₅，
故答案為：SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂═2V₂O₅；
（4）因單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1，則①：S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1，
而 1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，則②：SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，
則根據(jù)蓋斯定律，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為-1185 KJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱計(jì)算有關(guān)計(jì)算、反應(yīng)中能量變化，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意催化劑對(duì)反應(yīng)的影響以及蓋斯定律的應(yīng)用．