Question

(13分) 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 ΔH=—99kJ·mol^-1.請回答下列問題：

（1）圖中A、C分別表示     、                       
（2） 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？        
（3）圖中△H=               KJ·mol^-1；
（4）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:
                       、                           
（5）已知單質硫的燃燒熱為296 KJ·mol^-1，計算由S(s)生成3 molSO₃(g)的△H                                    （要求寫出計算過程）。

Answer 1

（1）反應物能量 生成物能量
（2）無  降低  因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低
（3）-198
（4）SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂   4VO₂+O₂=2V₂O₅     0.025    0.05
（5）-1185kJmol^-1

(1)根據圖像可知，反應物總能量高于生成物總能量，所以為放熱反應，由此可得到A和C所表示的意義，E為活化能與反應熱無關，但是用催化劑可以降低活化能；
（2）圖中表示的是2molSO₂的反應，因此△H=－99×2KJ·mol^-1；
（3）依題意即可寫出：SO₂ +V₂O₅=SO₃+2VO₂  4VO₂+ O₂=2V₂O₅；
（4）依據速率之比等于化學計量數之比計算即可。
（5）根據題意①S(s)+O₂(g) =SO₂(g)   △H= —296KJ/mol，又因為②SO₂(g)+1/2O₂(g) =SO₃(g)   △H= —99kJ/mol。根據蓋斯定律可知①+②即得到S(s)+3/2O₂(g) =SO₃(g)   △H= —395KJ/mol，所以由S(s)生成3 molSO₃(g)的△H＝—395KJ/mol×3＝－1185kJmol^-1。