Question

【題目】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=﹣99kJmol﹣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有無影響？ ． 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？ ， 理由是；
（2）圖中△H=kJmol﹣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；
（4）如果反應速率υ（SO2）為0.05molL﹣1min﹣1 ， 則υ（O2）=molL﹣1min﹣1、υ（SO3）=molL﹣1min﹣1；
（5）已知單質硫的燃燒熱為296kJmol﹣1 ， 計算由S（s）生成3molSO3（g）的△H（要求計算過程）．

Answer 1

【答案】
（1）反應物能量；生成物能量；無；降低；因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低
（2）﹣198
（3）SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5
（4）0.025；0.05
（5）解：單質硫的燃燒熱為296kJmol﹣1，

熱化學方程式為：①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣296 KJmol﹣1，

已知1mol SO2（g）氧化為1mol SO3的△H=﹣99kJmol﹣1．

熱化學方程式為：②SO2（g）+1/2O2（g）SO3（g）△H2=﹣99 KJmol﹣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 KJmol﹣1，

故△H =1185 KJmol﹣1．

【解析】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，
所以答案是：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=﹣99kJmol﹣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=﹣198kJmol﹣1 ， 則2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=﹣198KJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣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 ， 所以答案是：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0.05molL﹣1min﹣1 ， 依據比例計算得到v（O2）=0.025mol/Lmin；v（SO3）=0.05molL﹣1min﹣1 ，
所以答案是：0.025；0.05；（5）單質硫的燃燒熱為296kJmol﹣1 ， 熱化學方程式為：①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣296 KJmol﹣1 ， 已知1mol SO2（g）氧化為1mol SO3的△H=﹣99kJmol﹣1 ． 熱化學方程式為：
②SO2（g）+1/2O2（g）SO3（g）△H2=﹣99 KJmol﹣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 KJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣1185 KJmol﹣1 ．