Question

（18分）釩（V）及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域。

（1）V2O5是接觸法制硫酸的催化劑。 ’

①已知25℃．10lkPa時：

2SO2（g）+O2（g）+2H2O（1）=2H2SO4（1） △H = -457kJ·mol-l

SO3（g）+H2O（1）=H2SO4（1） △H= -130kJ·mol-l

則反應(yīng)2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）的△H= kJ·mol-l。使用V2O5作催化劑后該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能 （填“增大”、“不變”或“減小”）。

②SO2水溶液可與SeO2反應(yīng)得到硫酸，當有79gSe生成時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 mol，此反應(yīng)的化學方程式是 。

（2）全釩液流電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，其電解液中含有釩的不同價態(tài)的離子、H+和SO42－。電池放電時，負極的電極反應(yīng)為：

V2+－e一=V3+。

①電池放電時的總反應(yīng)方程式為 。

充電時，電極M應(yīng)接電源的 極。

②若電池初始時左、右兩槽內(nèi)均以VOSO4和H2SO4的混合液為電解液，使用前需先充電激活，充電過程陰極區(qū)的反應(yīng)分兩步完成：第一步VO2+轉(zhuǎn)化為V3+；第二步V3+轉(zhuǎn)化為V2+。則第一步反應(yīng)過程中陰極區(qū)溶液n（H+） （填“增大”、“不變”或“減小”），陽極的電極反應(yīng)式為： 。

 

Answer 1

（18分）

（1）①—197（2分） 減小（2分）

② 4（2分） 2SO2+SeO2+2H2O=2H2SO4+Se（2分）

（2）①VO2++V2++2H+=VO2++V3++H2O（3分） 正極（2分）

②減�。�2分） VO2++ H2O—e?= VO2++2H+（3分）

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)蓋斯定律，2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H= -457kJ·mol-l—2×（-130kJ·mol-l）=—197 kJ·mol-l；使用催化劑，降低活化能，使反應(yīng)速率加快。

②Se元素由+4價降低為0，所以當有79gSe生成時，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：79g÷79g/mol×4=4mol；根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，SO2、SeO2、H2O反應(yīng)生成H2SO4和Se，配平可得化學方程式：2SO2+SeO2+2H2O=2H2SO4+Se

（2）①根據(jù)電池結(jié)構(gòu)圖，正極上VO2+得電子生成VO2+，所以放電時的總反應(yīng)方程式為：VO2++V2++2H+=VO2++V3++H2O；電極M為電池的正極，充電時應(yīng)接電源的正極。

②第一步VO2+轉(zhuǎn)化為V3+的電解方程式為：VO2++4H++2e?= V3++2H2O，消耗了H+，所以陰極區(qū)溶液n（H+）減小；陽極上VO2+失電子生成VO2+，所以電極方程式為：VO2++ H2O—e?= VO2++2H+。

考點：本題考查蓋斯定律、催化劑、原電池和電解池原理、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫及電子轉(zhuǎn)移的計算。