Question

（16分）制備氫氣可利用碘硫熱化學(xué)循環(huán)法，其原理示意圖如下。

（1）已知：①2SO3(g)2SO2 (g) + O2 (g) △H1

②H2SO4(l)SO3(g) + H2O(l) △H2

2H2SO4(l)2SO2 (g) + O2(g) +2H2O（l） △H3

則△H3= （用△H1和△H2表示）

（2）上述熱化學(xué)循環(huán)制氫要消耗大量的能量，從綠色化學(xué)角度，能量供應(yīng)的方案是 。

（3）碘化氫熱分解反應(yīng)為：2HI(g)H2(g)+I2(g) △H＞0。則該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：K= ；升溫時(shí)平衡常數(shù)K （選填“增大”或“減小”）

（4）本生(Bunsen)反應(yīng)中SO2和I2及H2O發(fā)生反應(yīng)為：

SO2+I2+2H2O=3H++HSO4─+2I─；I─+I2I3─。

①當(dāng)起始時(shí)，SO2為1mol，水為16mol，溶液中各離子變化關(guān)系如下圖，圖中a、b分別表示的離子是 、 。

②在水相中進(jìn)行本生反應(yīng)必須使水和碘顯著過(guò)量，但易引起副反應(yīng)將反應(yīng)器堵塞。寫出濃硫酸與HI發(fā)生反應(yīng)生成硫和碘的化學(xué)方程式： 。

Answer 1

（1）△H1+2△H2（2分）

（2）用廉價(jià)的清潔能源供給能量（用太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能及生物質(zhì)能等作為能源）（2分）

（3）c(H2)·c(I2)/c2(HI) （3分）； 增大（2分）；

（4）①H+ 、 I3－ （各2分）； ②6HI+H2SO4(濃)=3I2↓+S↓+4H2O（3分）

【解析】

試題分析：（1）①+②×2，整理可得2H2SO4(l)2SO2 (g) + O2(g) +2H2O（l） △H3=△H1+2△H2；（2）上述熱化學(xué)循環(huán)制氫要消耗大量的能量，從綠色化學(xué)角度，能量供應(yīng)的方案是用廉價(jià)的清潔能源供給能量（用太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能及生物質(zhì)能等作為能源）（3）碘化氫熱分解反應(yīng)為：2HI(g)H2(g)+I2(g) △H＞0�；瘜W(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各種生成物濃度冪之積與各種反應(yīng)物濃度冪之積的比。則該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：K= c(H2)·c(I2)/c2(HI)；由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升溫時(shí)平衡向吸熱的正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以化學(xué)常數(shù)K增大；（4）①根據(jù)方程式中各種微粒的關(guān)系及圖像顯示的微粒的濃度變化可知：a表示的是H+ ；b表示的是I3－；②在水相中進(jìn)行本生反應(yīng)必須使水和碘顯著過(guò)量，但易引起副反應(yīng)將反應(yīng)器堵塞。濃硫酸有強(qiáng)的氧化性，而HI有還原性，二者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫和碘，根據(jù)電子守恒和原子守恒，可得反應(yīng)的化學(xué)方程式：6HI+H2SO4(濃)=3I2↓+S↓+4H2O。

考點(diǎn)：考查化學(xué)方程式和熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)方案的設(shè)計(jì)、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)及影響因素的知識(shí)。

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點(diǎn)2：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動(dòng) 試題屬性

• 題型：
• 難度：
• 考核：
• 年級(jí)：