Question

Ⅰ.2SO₂(g)+O₂(g)^​2SO₃(g)，反应过程的能量变化如图所示:

已知2mol SO₂(g)和O₂(g)反应生成为1mol SO₃(g)的ΔΗ=-99kJ·mol^-1，请回答下列问题。

(1)该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点_______ (填“升高”或“降低”)。

(2)图中ΔΗ= __________。

(3)如果反应速率v(SO₂)为0.05mol·L^-1·min^-1，则v(O₂)= _______。

Ⅱ.已知下列热化学方程式：

①H₂O(l)===H₂(g)＋O₂(g)ΔH＝＋285.8 kJ/mol

②H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(g)ΔH＝－241.8 kJ/mol

③NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H₂O(l)    ΔH＝－57.3 kJ/mol

④C(s)＋O₂(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/mol

⑤C(s)＋O₂(g)===CO₂(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol

回答下列问题：

(1)上述反应中属于吸热反应的是___________；

(2)燃烧10 g H₂生成液态水，放出的热量为__________；

(3)写出CO燃烧的热化学方程式__________；

(4)写出制水煤气的热化学方程式_____________。

Answer

降低 -198 kJ·mol-1 0.025 mol·L-1·min-1 ① 1429 kJ CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol

【解析】

I．由图可知，2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)为放热反应，加入催化剂，活化能减小，反应反应热不变，根据反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)结合1mol SO2氧化为1mol SO3的△H=-99kJ•mol-1计算反应热；

II．主要是盖斯定律的应用，先写出目标反应的方程式，再得出方程式的运算式，最后计算反应热。

I（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，E为活化能，活化能的大小与反应热无关，加入催化剂，活化能减小即E减小，故B点降低，故答案为：降低；

（2）因1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的 △H=-99kJ•mol-1，所以2molSO2（g）氧化为2molSO3的△H=-198kJ•mol-1，则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-198KJ•mol-1，故答案为：-198；

（3）速率之比等于计量数之比，v(SO2)为0.05mol·L-1·min-1，则v(O2)= 0.025 mol·L-1·min-1，故答案为：0.025 mol·L-1·min-1；

II（1）由△H＞0时为吸热反应可知，②③④⑤为放热反应，①为吸热反应，故答案为：①；

（2）①H2O(l)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.8 kJ/mol，则燃烧10gH2即5molH2时，放热为285.8kJ/mol×5mol=1429kJ，故答案为：1429kJ；

（3）CO燃烧的化学方程式为：CO(g)+O2(g)=CO2(g)，

④C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/mol

⑤C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol

由盖斯定律，⑤－④得CO(g)+O2(g)=CO2(g)，故ΔH=－393.5 kJ/mol-（－110.5 kJ/mol）=－283 kJ/mol，故答案为：CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol；

（4）制水煤气的化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，

②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8 kJ/mol

④C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/mol

由盖斯定律，④－②得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，故ΔH=－110.5 kJ/mol-（-241.8 kJ/mol）=＋131.3 kJ/mol，故答案为：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol。