题目

题型：不详难度：来源：

（18分）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
（1）V₂O₅是接触法制硫酸的催化剂。    ’   
①已知25℃．10lkPa时：
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（1）=2H₂SO₄（1）      △H = -457kJ·mol^-l
SO₃（g）+H₂O（1）=H₂SO₄（1） △H= -130kJ·mol^-l
   则反应2SO₂（g）+O₂（g）      2SO₃（g）的△H=       kJ·mol^-l。使用V₂O₅作催化剂后该反应逆反应的活化能      （填“增大”、“不变”或“减小”）。
②SO₂水溶液可与SeO₂反应得到硫酸，当有79gSe生成时，转移电子的物质的量为      mol，此反应的化学方程式是                           。
（2）全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H⁺和SO₄^2－。电池放电时，负极的电极反应为：
V²⁺－e^一=V³⁺。

①电池放电时的总反应方程式为            。
充电时，电极M应接电源的            极。
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO₄和H₂SO₄的混合液为电解液，使用前需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步VO²⁺转化为V³⁺；第二步V³⁺转化为V²⁺。则第一步反应过程中阴极区溶液n（H⁺）      （填“增大”、“不变”或“减小”），阳极的电极反应式为：               。

答案

（18分）
（1）①—197（2分） 减小（2分）
② 4（2分）  2SO₂+SeO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se（2分）
（2）①VO₂⁺+V²⁺+2H⁺=VO²⁺+V³⁺+H₂O（3分） 正极（2分）
②减小（2分） VO²⁺+ H₂O—e‾= VO₂⁺+2H⁺（3分）

解析

试题分析：（1）①根据盖斯定律，2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）的△H= -457kJ·mol^-l—2×（-130kJ·mol^-l）=—197 kJ·mol^-l；使用催化剂，降低活化能，使反应速率加快。
②Se元素由+4价降低为0，所以当有79gSe生成时，转移转移电子的物质的量为：79g÷79g/mol×4=4mol；根据氧化还原反应规律，SO₂、SeO₂、H₂O反应生成H₂SO₄和Se，配平可得化学方程式：2SO₂+SeO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se
（2）①根据电池结构图，正极上VO₂⁺得电子生成VO²⁺，所以放电时的总反应方程式为：VO₂⁺+V²⁺+2H⁺=VO²⁺+V³⁺+H₂O；电极M为电池的正极，充电时应接电源的正极。
②第一步VO²⁺转化为V³⁺的电解方程式为：VO₂⁺+4H⁺+2e‾= V³⁺+2H₂O，消耗了H⁺，所以阴极区溶液n（H⁺）减小；阳极上VO²⁺失电子生成VO₂⁺，所以电极方程式为：VO²⁺+ H₂O—e‾= VO₂⁺+2H⁺。