Question

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℃．101kPa時(shí)：
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（l）═2H₂SO₄（l）△H=-457kJ?mol^-1
SO₃（g）+H₂O（l）═H₂SO₄（l）△H=-130kJ?mol^-1
則反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．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(dāng)有79g Se生成時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol，此反應(yīng)的化學(xué)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(jià)態(tài)的離子、H⁺和SO₄^2-．電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為：V²⁺-e^-=V³⁺．
①電池放電時(shí)的總反應(yīng)方程式為

 

．充電時(shí)，電極M應(yīng)接電源的

 

極．
②若電池初始時(shí)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

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,氧化還原反應(yīng)的計(jì)算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①用蓋斯定律解答；催化劑能降低反應(yīng)的活化能；
②SO₂是還原劑，SeO₂是氧化劑，Se由+4價(jià)變?yōu)?價(jià)，據(jù)電子守恒書寫化學(xué)方程式；
（2）①電池正極反應(yīng)式為：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，與負(fù)極反應(yīng)式：V²⁺-e^-=V³⁺，相加即可得總反應(yīng)方程式；放電時(shí)M電極發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)必須發(fā)生氧化反應(yīng)，解電源的正極；
②充電是電解過程，陰極區(qū)第一步VO²⁺轉(zhuǎn)化為V³⁺；需要?dú)潆x子結(jié)合氧原子，所以，n（H⁺）減��；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺．

解答： 解：（1）①已知：①2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（l）═2H₂SO₄（l）△H=-457kJ?mol^-1
②SO₃（g）+H₂O（l）═H₂SO₄（l）△H=-130kJ?mol^-1據(jù)蓋斯定律，①-2×②得：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197KJ/mol；催化劑能降低反應(yīng)的活化能，所以使用V₂O₅作催化劑后該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能降低，故答案為：-197；減��；
②SO₂是還原劑，SeO₂是氧化劑，Se由+4價(jià)變?yōu)?價(jià)，當(dāng)有1molSe生成時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，據(jù)電子守恒可寫出反應(yīng)方程式為：2SO₂+SeO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se，
故答案為：4；2SO₂+SeO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se；
（2）①電池正極反應(yīng)式為：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，與負(fù)極反應(yīng)式：V²⁺-e^-=V³⁺，相加即可得總反應(yīng)方程式為：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺，放電時(shí)M電極發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)必須發(fā)生氧化反應(yīng)，解電源的正極，故答案為：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺；正；
②充電是電解過程，陰極區(qū)第一步VO²⁺轉(zhuǎn)化為V³⁺；需要?dú)潆x子結(jié)合氧原子，所以，n（H⁺）減�。魂枠O發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺，故答案為：減��；VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了蓋斯定律及氧化還原反應(yīng)中的電子守恒，關(guān)于電池，在原電池中負(fù)極失去電子，為還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子，為氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，在電解池中，與電源正極相連為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，與電源負(fù)極相連的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子．