题目内容

【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I

CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2 II

已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O(l)H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1

不考虑温度对ΔH的影响,则:

(1)反应I的平衡常数表达式K=_____________;反应II的ΔH2=________kJ·mol-1。

(2)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:

反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1

反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1

反应Ⅱ的热化学方程式:_____________________。

【答案】 +41.2 3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=254 kJ·mol1

【解析】

(1)反应I的平衡常数表达式K=,已知:CO和的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1,H2O(l)H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1,

可以知道热化学方程式

a. ;

b. ;

c.;

由盖斯定律将b-a+c可得: ;

(2)根据盖斯定律:,,因此,反应Ⅱ的热化学方程式为。

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