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(shí)：
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(dāng)有79gSe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^一=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

（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）

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(jià)降低為0，所以當(dāng)有79gSe生成時(shí)，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(xué)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(shí)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(shí)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��；陽極上VO²⁺失電子生成VO₂⁺，所以電極方程式為：VO²⁺+ H₂O—e?= VO₂⁺+2H⁺。