Question

【题目】研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：

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

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

写出FeO(s)和H2O(g)生成Fe3O4(s)和H2(g)的热化学方程式________。

（2）如图为1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成NO(g)和CO2(g)过程中的能量变化示意图。已知E1=134 kJ·mol-1，E2=368 kJ·mol-1(E1、E2为反应的活化能)。

若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，则E1、ΔH的变化分别是________、________(填“增大”、“减小”或“不变”)；该反应放出的热量为__________kJ。

（3）若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g) ═ H2SO4(l)+2HI(g)在150 ℃下能自发进行，则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 减小 不变 234 小于

【解析】

（1）FeO与H2O反应的方程式为3FeO＋H2O=Fe3O4＋H2，①6FeO(s) + CO2(g) = 2Fe3O4(s) + C(s)，②C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ，根据目标反应方程式，(①＋②)/2，得出△H=(－76.0＋113.4)/2kJ·mol－1=＋18.7kJ·mol－1，热化学反应方程式为 3FeO(s) + H2O(g) = Fe3O4(s) + H2(g) △H= + 18.7.4kJ·mol－1；

（2）使用催化剂，降低活化能，即E1减小，△H只与始态和终态有关，即使用催化剂，△H不变；根据图像该反应放出的热量为(E2－E1)kJ=(368－134)kJ=234kJ；

（3）根据复合判据，能自发进行△G<0，根据反应方程式，该反应为熵减反应，即△S<0，推出△H<0。