[题目]党的十九大报告提出“加快生态文明体制改革.建设美丽中国 .发展清洁能源对建设美丽中国具有重要意义.氢能是一种高效清洁.极具发展潜力的能源. (1)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.其反应过程如图1所示: ①反应Ⅰ的离子方程式是 ,反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离.该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】党的十九大报告提出“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”，发展清洁能源对建设美丽中国具有重要意义。氢能是一种高效清洁、极具发展潜力的能源。

（1）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。其反应过程如图1所示：

①反应Ⅰ的离子方程式是______________________________________________；反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离，该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层：含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。经离子浓度检测，H2SO4溶液层中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1，其比值大于2的原因是 _______________________ 。

②反应Ⅱ：2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+ 2H2O（g）△H = +550kJmo1-1，它由两步反应组成：ⅰ．H2SO4（l）=SO3（g）+ H2O（g）△H = +177kJmo1-1，ⅱ．SO3（g）分解，写出SO3（g）分解的热化学方程式 ______________________________。

（2）工业上利用反应C（s）+2H2O（g） CO2（g）+2H2（g） △H＞0 也可制备氢气。一定条件下，将C（s）和H2O（g）分别加入甲、乙两个密闭容器发生反应，其相关数据如表所示：

容器	容积/L	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol
容器	容积/L	温度/℃	C（s）	H2O（g）	H2（g）
甲	2	T1	2	4	3.2
乙	1	T2	1	2	1.2

①T1℃时，该反应的平衡常数K= ______ ；T1 ______ T2（填“＞”、“=”或“＜”）；

②若乙容器中达到平衡所需时间为3min，则当反应进行到1.5min时，H2O（g）的物质的量浓度 ______（填选项字母）。

A．=1.4mol/L B．＜1.4mol/L C．＞1.4mol/L

（3）工业上还可采用电化学法利用H2S废气制取氢气，该法制氢过程的示意图如图所示，

①反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是____________________；

②反应池中发生反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为_____________。

【答案】 SO2+2H2O+I2=SO42-+2I-+4H+ 硫酸层中含少量的HI，且HI电离出氢离子 2SO3（g） 2SO2（g）+O2（g）△H = +196kJmol-1 12.8 ＞ B 采用气、液逆流方式的目的是增大反应物接触面积，使反应更充分 2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑

【解析】（1）①反应Ⅰ中二氧化硫和碘水反应生成硫酸和氢碘酸，该反应的的离子方程式是SO2+2H2O+I2=SO42-+2I-+4H+；反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离，该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层：含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。经离子浓度检测，H2SO4溶液层中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1，其比值大于2的原因是：硫酸层中含少量的HI，且HI电离出氢离子。

②反应Ⅱ：2H2SO4（l）= 2SO2（g）+O2（g）+ 2H2O（g）△H = +550kJmo1-1，它由两步反应组成：ⅰ．H2SO4（l）= SO3（g）+ H2O（g）△H = +177kJmo1-1，ⅱ．SO3（g）分解。根据盖斯定律，由（II-ⅰ）可得SO3（g）分解的热化学方程式2SO3（g） 2SO2（g）+O2（g）△H = +196kJmol-1 。

（2）①T1℃时，甲容器中，氢气的变化量为3.2mol，则水和二氧化碳的变化量为3.2mol和1.6mol，H2O（g）、 CO2（g）、H2（g）的平衡量分别为0.8mol、1.6mol、3.2mol，H2O（g）、 CO2（g）、H2（g）的平衡浓度分别为0.4mol/L、0.8mol/L、1.6mol/L，该反应的平衡常数K=；T2℃时，乙容器中，H2O（g）、 CO2（g）、H2（g）的平衡浓度分别为0.8mol/L、0.6mol/L、1.2mol/L，平衡常数K=，由于该反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，所以T1 ＞T2；

②若乙容器中达到平衡所需时间为3min，平衡时，H2O（g）的变化量等于1.2mol，因为浓度越大化学反应速率越快，所以当反应进行到1.5min时，H2O（g）的变化量大于0.6mol，所以此时H2O（g）的物质的量浓度小于1.4mol/L，选B。

（3）①反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是采用气、液逆流方式的目的是增大反应物接触面积，使反应更充分；

②由图中信息可知，反应池中发生2Fe3＋＋H2S=S↓+2Fe2＋＋2H＋，反应后的溶液进入电解池，阳极上Fe2＋被氧化为Fe3＋，阴极上H＋被还原为H2，电解总反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑。

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