Question

【題目】硫—碘循環分解水制氫主要涉及下列反應：

Ⅰ.SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI；Ⅱ.2HIH2＋I2 ；Ⅲ.2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O。

(1)分析上述反應，下列判斷正確的是________。

a．反應Ⅲ易在常溫下進行

b．反應Ⅰ中SO2氧化性比HI強

c．循環過程中需補充H2O

d．循環過程產生1 mol O2的同時產生1 mol H2

(2)一定溫度下，向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g)，發生反應Ⅱ，H2物質的量隨時間的變化如圖所示。0～2 min內的平均反應速率v(HI)＝________。該溫度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常數K＝________。相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質的量是原來的2倍，則________是原來的2倍。

a．平衡常數

b．HI的平衡濃度

c．達到平衡的時間

d．平衡時H2的體積分數

(3)實驗室用Zn和稀硫酸制取H2，反應時溶液中水的電離平衡________移動(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少量下列試劑中的________，產生H2的速率將增大。

a．NaNO3 b．CuSO4

c．Na2SO4 d．NaHSO3

Answer 1

【答案】c0.1 mol·L－1·min－164b向右b

【解析】

(1)反應Ⅲ在常溫下向左進行，故a項錯誤，；SO2的還原性比HI強，故b項錯誤；根據蓋斯定律Ⅰ×2＋Ⅱ×2＋Ⅲ得總反應：2H2O===2H2＋O2，循環過程中消耗了H2O ，故c項正確；根據總反應知產生1 mol O2的同時產生2 mol H2，故d項錯誤；答案選C。(2)由題干數據分析該反應：

0～2 min內平均反應速率v(HI)＝＝0．1 mol·L－1·min－1，

平衡常數K＝＝64，若開始加入HI的物質的量是原來的2倍，相當于先將HI加入到2 L的容器(達到的平衡狀態與原平衡一致，即HI的濃度、H2的體積分數與原平衡相同)，再將體積壓縮至1 L，因為該反應為等體積反應，加壓平衡不移動，所以HI的濃度為原來的2倍，H2的體積分數不變，溫度不變，平衡常數不變；加入HI的物質的量增大，反應物濃度增大，反應速率加快，達到平衡的時間縮短；故答案為：0.1 mol·L－1·min－1、64、b；(3)Zn與稀H2SO4反應，c(H＋)減小，水的電離平衡向右移動；若向原溶液中加入NaNO3，Zn與H＋、NO反應不生成H2；若加CuSO4，Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn與Cu構成原電池，加快反應速率；若加Na2SO4，對反應速率沒有影響；若加NaHSO3，HSO消耗H＋生成H2O和SO2，反應速率減小；故答案為：向右、b。