Question

（2009?遼寧）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應過程的能量變化如圖所示．已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ?mol^-1．
請回答下列問題：
（1）圖中A、C分別表示

反應物能量

、

生成物能量

，E的大小對該反應的反應熱有無影響？

無

．該反應通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會使圖中B點升高還是降低？

降低

，理由是

因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低

；
（2）圖中△H=

-198

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．寫出該催化循環機理的化學方程式

SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂ 4VO₂+O₂=2V₂O₅

；
（4）如果反應速率υ（SO₂）為0.05mol?L^-1?min^-1，則υ（O₂）=

0.025

mol?L^-1?min^-1、υ（SO₃）=

0.05

mol?L^-1?min^-1；
（5）已知單質硫的燃燒熱為296kJ?mol^-1，計算由S（s）生成3molSO₃（g）的△H

=-1185 KJ?mol^-1

（要求計算過程）．

Answer 1

分析：（1）A、C分別表示反應物總能量的生成物總能量，B為活化能，活化能的大小與反應熱無關；催化劑改變反應速率通過參與反應過程，降低活化能實現；
（2）根據參加反應SO₂的物質的量之比等于對應的△H之比；
（3）依據催化劑的循環機理分析反應物和生成物結合原子守恒書寫化學方程式；
（4）依據化學反應速率之比等于系數之比計算得到5；
（5）依據燃燒熱的概念和熱化學方程式，結合蓋斯定律計算得到．

解答：解：（1）因圖中A、C分別表示反應物總能量、生成物總能量，B為活化能，反應熱可表示為A、C活化能的大小之差，活化能的大小與反應熱無關，催化劑改變反應速率通過參與反應過程，降低活化能實現，
故答案為：反應物總能量；生成物總能量；無；降低；因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低；
（2）因1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ?mol^-1，圖象中的能量變化是反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應過程的能量變化；所以2molSO₂（g）氧化為2molSO₃的△H=-198kJ?mol^-1，則2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-198KJ?mol^-1，故答案為：-198；
（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反應的化學方程式為：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂；四價釩化合物再被氧氣氧化，依據化合價變化和氧化還原反應分析得到反應的化學方程式為：4VO₂+O₂=2V₂O₅，故答案為：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂  4VO₂+O₂=2V₂O₅；
（4）反應的化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應速率之比等于系數之比，v（SO₂）：v（O₂）：v（SO₃）=2：1：2，反應速率υ（SO₂）為0.05mol?L^-1?min^-1，依據比例計算得到v（O₂）=0.025mol/L?min；v（SO₃）=0.05mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.025；0.05；
（5）單質硫的燃燒熱為296kJ?mol^-1，熱化學方程式為：①S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H₁=-296 KJ?mol^-1，已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ?mol^-1．熱化學方程式為：
②SO₂（g）+1/2O₂（g）?SO₃（g）△H₂=-99 KJ?mol^-1 ；依據蓋斯定律，②+①得到：③S（s）+O₂（g）=SO₃（g）△H=（△H₁+△H₂）KJ/mol；計算由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，故答案為：-1185 KJ?mol^-1．

點評：本題考查了物質反應過程中的能量變化分析判斷，催化劑的作用原因，化學反應速率的計算應用，熱化學方程式的書寫，燃燒熱的概念應用，蓋斯定律的計算應用，題目難度中等．