Question

（12分） 2SO₂(g)＋O₂(g)?? 2SO₃(g)，反應過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO₂(g)氧化為1 mol SO₃(g)的ΔH＝－99 kJ/mol。

請回答下列問題：

(1) 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？             ；(2)圖中ΔH＝          kJ/mol；

(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v(SO₂)為0.05mol/(L·min)，則

v(O₂)＝        mol/(L·min)、v(SO₃)＝       mol/(L·min)；

(5)已知S (s)＋O₂(g)??SO₂(g) ΔH＝－296 kJ/mol，計算由S(s)生成3 mol SO₃(g)的ΔH         。

 

Answer 1

(1)沒有影響　降低

(2)－198  (3)SO₂＋V₂O₅===SO₃＋2VO_2,4VO₂＋O₂===2V₂O₅  (4)0.025　0.05 

(5)－1 185kJ/mol

解析:（1）由圖像可知E代表活化能，和反應熱無關。催化劑能降低反應的活化能，從而加快反應速率。

（2）1 mol SO₂(g)氧化為1 mol SO₃(g)的ΔH＝－99 kJ/mol，而方程式中二氧化硫是2mol，所以ΔH＝－198 kJ/mol.

（3）根據所給元素化合價的變化可寫出反應的方程式，SO₂＋V₂O₅===SO₃＋2VO_2,4VO₂＋O₂===2V₂O₅  。

（4）因為化學反應速率之比是相應的化學計量數之比，所以v(O₂)＝0.025mol/(L·min)、v(SO₃)＝0.05mol/(L·min).

（5）考查蓋斯定律的應用。由反應① 2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)  ΔH＝－198 kJ/mol和②S (s)＋O₂(g)SO₂(g)   ΔH＝－296 kJ/mol聯立即①＋②×2得2S(s)＋3O₂(g)2SO₃(g)   ΔH＝－790 kJ/mol，所以由S(s)生成3 mol SO₃(g)的ΔH＝。