Question

【題目】硫酸工業(yè)中，作為催化劑的V2O5對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化過(guò)程經(jīng)歷了Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)反應(yīng)階段，如圖1：
（1）下列分子中1mol化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵	S=O（SO2）	S=O（SO3）	O=O（O2）
能量/kJ	535	472	496

則反應(yīng)I的△H=kJ/mol．反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為 ．
（2）從廢釩催化劑中回收V2O5的過(guò)程如圖2：
①VO2+離子可由釩同價(jià)態(tài)的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子完全水解得到，該水解反應(yīng)的離子方程式 ．
②“沉釩”時(shí)為使釩元素的沉淀率達(dá)到98%，至少應(yīng)調(diào)節(jié)溶液中的c（NH4+）為[25℃，Ksp（NH4VO3）=1.6×10﹣3 ， 溶液體積變化忽略不計(jì)]．
（3）采用脫硫脫硝技術(shù)，同時(shí)吸收SO2和NOx ， 獲得（NH4）2SO4的稀溶液． ①向此溶液稀溶液中再加入少量（NH4）2SO4固體， 將（填“變大”、“不變”或“變小”）．
②常溫下，0.05mol/L（NH4）2SO4溶液的pH=a，則 =（用含a的代數(shù)式表示，NH3H2O的Kb=1.7×10﹣5）

Answer 1

【答案】
（1）﹣98；2V2O4?SO3+O2?2V2O5+2SO3
（2）V4++H2O=VO2++2H+；0.8mol?L﹣1
（3）變大；1.7×10（9﹣a）
【解析】解：（1）反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減生成物的總鍵能，反應(yīng)I的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為SO2（g）+ O2（g）=SO3（g）△H，則反應(yīng)I的△H=（2×535+ ×496﹣3×472）kJ/mol=﹣98kJ/mol；V2O5在反應(yīng)中作催化劑，反應(yīng)Ⅱ生成V2O4SO3 ， V2O5參加反應(yīng)，方程式為SO2+V2O5V2O4SO3 ， 反應(yīng)Ⅲ是V2O4SO3與氧氣反應(yīng)生成V2O5和SO3反應(yīng)Ⅱ生成V2O4SO3 ， 方程式為2V2O4SO3+O22V2O5+2SO3 ， 所以答案是：﹣98；2V2O4SO3+O22V2O5+2SO3；（2）①水解生成VO2+ ， V的化合價(jià)為+4價(jià)，可由V5+水解生成，方程式為V4++H2O=VO2++2H+ ， 所以答案是：V4++H2O=VO2++2H+；②溶液中c（VO3﹣）=0.1mol/L，為使釩元素的沉淀率達(dá)到98%，則沉淀后c（VO3﹣）=0.002mol/L，由Ksp（NH4VO3）=1.6×10﹣3可知c（NH4+）= mol/L=0.8mol/L，所以答案是：0.8mol/L；（3）①在（NH4）2SO4溶液中存在水解反應(yīng)，NH4++H2ONH3H2O+H+ ， 往（NH4）2SO4溶液中再加入少量 （NH4）2SO4固體，水解平衡向正方向進(jìn)行，但銨根的水解率減小，所以 的值將變大，所以答案是：變大；②水解平衡常數(shù)Kh= = = ，pH=a，c（H+）=1×10﹣a ， 則 = = =10﹣a× =1.7×10（9﹣a） ， 所以答案是：1.7×10（9﹣a） ．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的反應(yīng)熱和焓變，需要了解在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱才能得出正確答案．