Question

【題目】2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。

（已知1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的△H=-99kJ·mol-1。）請回答下列問題：

（1）圖中A、C分別表示____、____，E的大小對該反應的反應熱____（填“有”或“無”）影響。該反應通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點____（填“變大”、“變小”或“不變”）。

（2）圖中ΔH=____kJ·mol-1。

（3）V2O5的催化循環機理可能為：V2O5氧化SO2時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化為V2O5。寫也該催化循環機理的化學方程式____。

（4）已知單質硫的燃燒熱為296kJ·mol-1，計算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH=____。

Answer 1

【答案】反應物能量 生成物能量 無影響 降低 -198kJ/mol SO2+V2O5=SO3+2VO2；4VO2+O2=2V2O5 -1185kJ/mol

【解析】

(1)1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的△H=-99kJmol-1，說明反應2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)為放熱反應，則反應物總能量大于生成物總能量，加入催化劑，反應熱不變；

(2)根據方程式計算反應熱；

(3)根據反應物和生成物確定反應的方程式；

(4)根據燃燒熱的定義計算反應熱。

(1)圖中A、C分別表示反應物總能量和生成物總能量。1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的△H=-99kJmol-1，說明反應2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)為放熱反應，則反應物總能量大于生成物總能量，E為活化能，反應熱為活化能之差，活化能對反應熱無影響，加入催化劑，活化能降低，但不能改變反應物的總能量和生成物的總能量之差，反應熱不變；

(2)已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的△H=-99kJmol-1，則2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-198kJmol-1；

(3)V2O5氧化SO2時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化為V2O5，相關反應為SO2+V2O5=SO3+2VO2、4VO2+O2=2V2O5；

(4)單質硫的燃燒熱為296kJmol-1，則由S(s)生成1molSO3(g)的△H=-296kJmol-1-99kJmol-1=-395 kJmol-1，則由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH=-395 kJmol-1×3=-1185kJ/mol。