Question

硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：

Ⅰ.SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI

Ⅱ.2HIH2↑+I2

Ⅲ.2H2SO4=2SO2+O2↑+2H2O

(1)分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是 。

a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行

b.反應(yīng)Ⅰ中SO2氧化性比HI強(qiáng)

c.循環(huán)過(guò)程中需補(bǔ)充H2O

d.循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生1 mol O2的同時(shí)產(chǎn)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(fā)生反應(yīng)Ⅱ，H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。

①0～2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)= 。

②相同溫度下，若開(kāi)始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍，則 是原來(lái)的2倍。

a.HI的平衡濃度

b.達(dá)到平衡的時(shí)間

c.平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)

(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取H2，若加入少量下列固體試劑中的 ，產(chǎn)生H2的速率將增大。

a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3

 

Answer 1

(1)c (2)①0.1 mol·L－1·min－1 ②a (3)b

【解析】(1)根據(jù)題意可知，因?yàn)槭欠纸馑�制�?/span>H2的反應(yīng)，所以應(yīng)不斷補(bǔ)充水，產(chǎn)生2 mol H2時(shí)，生成1 mol O2，c對(duì)、d錯(cuò)；硫酸常溫不分解，a錯(cuò)；反應(yīng)Ⅰ中SO2為還原劑，HI為還原產(chǎn)物，還原性SO2>HI，b錯(cuò)。

(2)①2 min時(shí)H2的平衡濃度為0.1 mol·L－1，H2的平均反應(yīng)速率為

0.1 mol·L－1/2 min=0.05 mol·L－1·min－1，v(HI)=2v(H2)=0.05 mol·L-1·min-1×2=0.1 mol·L-1·min-1。

②2HIH2＋I2為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，在恒容容器中發(fā)生反應(yīng)，HI的物質(zhì)的量增加為原來(lái)的2倍，平衡不移動(dòng)，但是反應(yīng)速率加快，反應(yīng)時(shí)間縮短，達(dá)到平衡時(shí)各組分濃度為原來(lái)的2倍，而體積分?jǐn)?shù)不變。

(3)根據(jù)反應(yīng)Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑可知，增大反應(yīng)速率，只要增大H＋濃度即可，NaHSO3與H＋反應(yīng)，H＋濃度減小，反應(yīng)速率減��；Na2SO4對(duì)反應(yīng)速率沒(méi)影響；NaNO3與H＋結(jié)合會(huì)生成HNO3，反應(yīng)不產(chǎn)生H2；只有CuSO4合適，Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2+，Zn與生成的Cu形成原電池，反應(yīng)速率加快。