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(g)的ΔH=-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“升高”或“降低”），△H_____（填“變大”、“變小”或“不變”）理由是________________；

（2）圖中△H =_______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。寫出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△H（寫出計算過程）：________。

Answer 1

【答案】反應物總能量 生成物總能量 無 降低 不變 因為催化劑可以降低反應的活化能，但不能改變反應物的總能量和生成物的總能量之差，即不改變反應熱 -198 SO2+ V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5 解：根據題意可寫成下列兩個熱化學方程式：S(s)+O2(g) =SO2(g) △H1=－296kJ/mol SO2(g)+l/2O2(g) =SO3(g) △H2=－99kJ/mol 根據蓋斯定律得：S(s)+3/2O2(g)=SO3(g) △H3=－395kJ/mol △H=3△H3 = —1185 kJ/mol

【解析】

(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，催化劑可以降低反應的活化能，但不能改變反應物的總能量和生成物的總能量之差，即不改變反應熱，故答案為：反應物總能量；生成物總能量；無；降低；不變；因為催化劑可以降低反應的活化能，但不能改變反應物的總能量和生成物的總能量之差，即不改變反應熱；

(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，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)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，故答案為：-1185 kJmol-1。