Question

【题目】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

(1)反应Ⅰ的化学方程式是______________________________________

(2)已知反应Ⅱ：2H2SO4(l)＝2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) △H＝＋550 kJ·mol－1

它由两步反应组成：i．H2SO4(l)＝SO3(g)＋H2O(g) △H＝＋177 kJ·mol－1

ii．SO3(g)分解。

则SO3(g)分解的热化学方程式为____________________。

(3)L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度其中之一。如图表示L一定时，ii中SO3(g)的质量分数随X的变化关系。

①X代表的物理量是__________。

②判断L1、L2的大小关系：L1_______L2，并简述理由：______________。

Answer 1

【答案】SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI 2SO3（g）2SO2（g）+O2（g） △H== + 196kJmol-1 温度 L1＜L2 SO3(g)分解是体积增大的反应，当温度一定时，压强增大，SO3质量分数增大。

【解析】

（1）根据图中信息可知反应Ⅰ中反应物为SO2、H2O和I2，生成物为H2SO4和HI，根据氧化还原反应方程式的配平方法配平；

（2）根据反应Ⅱ和步骤ⅰ写出步骤ⅱ的热化学反应方程式为：2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196KJmol-1；

（3）①该反应正反应为吸热反应，温度升高，平衡逆向移动，SO3的转化率减小，故X代表的物理量为温度；

②根据①可知L代表的物理量为压强。SO3(g)分解是体积增大的反应，当温度一定时，压强增大，SO3质量分数增大，故L2>L1。

（1）根据图中信息可知反应Ⅰ中反应物为SO2、H2O和I2，生成物为H2SO4和HI，故反应Ⅰ的化学方程式是SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI，故答案为：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。

（2）已知：①2H2SO4（l）═2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJmol-1②H2SO4（l）═SO3（g）+H2O（g）△H=+177kJmol-1，根据盖斯定律①-2×②可得：2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol；故答案为：2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol。

（3）①该反应正反应为吸热反应，温度升高，平衡逆向移动，SO3的转化率减小，故X代表的物理量为温度，故答案为：温度。

②根据①可知L代表的物理量为压强。SO3(g)分解是体积增大的反应，当温度一定时，压强增大，SO3质量分数增大，故L2>L1，故答案为：L2>L1；SO3(g)分解是体积增大的反应，当温度一定时，压强增大，SO3质量分数增大。