Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）有科學家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相關熱化學方程式如下：

6FeO(s) + CO2(g) = 2Fe3O4(s) + C(s) △H= —76.0kJ/mol

C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H= + 113.4kJ/mol

寫出FeO(s)和H2O(g)生成Fe3O4(s)和H2(g)的熱化學方程式________。

（2）如圖為1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成NO(g)和CO2(g)過程中的能量變化示意圖。已知E1=134 kJ·mol-1，E2=368 kJ·mol-1(E1、E2為反應的活化能)。

若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，則E1、ΔH的變化分別是________、________(填“增大”、“減小”或“不變”)；該反應放出的熱量為__________kJ。

（3）若反應SO2(g)+I2(g)+2H2O(g) ═ H2SO4(l)+2HI(g)在150 ℃下能自發進行，則ΔH____________ 0 (填“大于”、“ 小于”或“大于或小于都可”)。

Answer 1

【答案】3FeO(s) + H2O(g) = Fe3O4(s) + H2(g) △H= + 18.7.4kJ/mol 減小 不變 234 小于

【解析】

（1）FeO與H2O反應的方程式為3FeO＋H2O=Fe3O4＋H2，①6FeO(s) + CO2(g) = 2Fe3O4(s) + C(s)，②C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ，根據目標反應方程式，(①＋②)/2，得出△H=(－76.0＋113.4)/2kJ·mol－1=＋18.7kJ·mol－1，熱化學反應方程式為 3FeO(s) + H2O(g) = Fe3O4(s) + H2(g) △H= + 18.7.4kJ·mol－1；

（2）使用催化劑，降低活化能，即E1減小，△H只與始態和終態有關，即使用催化劑，△H不變；根據圖像該反應放出的熱量為(E2－E1)kJ=(368－134)kJ=234kJ；

（3）根據復合判據，能自發進行△G<0，根據反應方程式，該反應為熵減反應，即△S<0，推出△H<0。