Question

5．2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應(yīng)過(guò)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(wèn)題：
（1）圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量，
（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．寫(xiě)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）在一定條件下，向體積為2L的容器中加入2mol O₂和3mol SO₂進(jìn)行可逆反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），2min后測(cè)得O₂的物質(zhì)的量為1.6mol，則：若用O₂的濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率，則V（O₂）=0.1mol/（L．min）；若用SO₃的濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率，則V（SO₃）=0.2mol/（L．min）．
（5）已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1，寫(xiě)出由S（s）生成3mol SO₃（g）的熱化學(xué)方程式（要求寫(xiě)出簡(jiǎn)單計(jì)算過(guò)程）．（已知燃燒熱是指25℃、101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量，B為活化能，活化能的大小與反應(yīng)熱無(wú)關(guān)，解答；
（2）根據(jù)參加反應(yīng)SO₂的物質(zhì)的量之比等于對(duì)應(yīng)的△H之比；
（3）V₂O₅氧化SO₂時(shí)，自己被還原為四價(jià)釩化合物，還生成三氧化硫；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化生成V₂O₅；
（4）依據(jù)信息計(jì)算2min后氧氣濃度變化量，依據(jù)V=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算V（O₂），同一反應(yīng)中，反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，據(jù)此計(jì)算V（SO₃）；
（5）依據(jù)燃燒熱的概念和熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算得到．

解答 解：（1）因圖中A、C、E分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量；
故答案為：反應(yīng)物總能量；生成物總能量；
（2）因1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，所以2mol SO₂（g）氧化為2mol SO₃的△H=-198kJ•mol^-1，
則2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-198kJ•mol^-1，
故答案為：-198； 
（3）V₂O₅氧化SO₂時(shí)，自己被還原為四價(jià)釩化合物，還生成三氧化硫；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化生成V₂O₅，該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式為SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂、4VO₂+O₂═2V₂O₅，
故答案為：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂；4VO₂+O₂=2 V₂O₅ ；
（4）依據(jù)信息計(jì)算2min后氧氣濃度變化量：$\frac{2mol-1.6mol}{2L}$=0.2mol/L，則V（O₂）=$\frac{0.2mol/L}{2min}$=0.1mol/（L．min）；　
同一反應(yīng)中，反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，故V（O₂）：V（SO₃）=0.1mol/（L．min）：V（SO₃）=1：2；
解得：V（SO₃）=0.2 mol/（L．min）；
故答案為：0.1mol/（L．min）；　0.2mol/（L．min）；
（5）單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1，熱化學(xué)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(xué)方程式為②SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）△H₂=-99 KJ•mol^-1 ；依據(jù)蓋斯定律，②+①得到：③S（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=（△H₁+△H₂）KJ/mol═-395KJ•mol^-1；計(jì)算由S（s）生成3molSO₃（g）③×3得到：3S（s）+$\frac{9}{2}$O₂（g）=3SO₃（g）△H=3（△H₁+△H₂）=-1185 KJ•mol^-1，
答：3 S（s）+$\frac{9}{2}$O₂（g）=3SO₃（g）△H=3（△H₁+△H₂）=-1185 KJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題為綜合題，考查了反應(yīng)熱的計(jì)算、熱化學(xué)方程式、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，反應(yīng)速率的計(jì)算，明確蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法、熟悉反應(yīng)速率定義及計(jì)算方法是解題關(guān)鍵，注意活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系，題目難度中等．