Question

【题目】硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：

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

(1)分析上述反应，下列判断正确的是________。

a．反应Ⅲ易在常温下进行

b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强

c．循环过程中需补充H2O

d．循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2

(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝________。该温度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K＝________。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则________是原来的2倍。

a．平衡常数

b．HI的平衡浓度

c．达到平衡的时间

d．平衡时H2的体积分数

(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少量下列试剂中的________，产生H2的速率将增大。

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)反应Ⅲ在常温下向左进行，故a项错误，；SO2的还原性比HI强，故b项错误；根据盖斯定律Ⅰ×2＋Ⅱ×2＋Ⅲ得总反应：2H2O===2H2＋O2，循环过程中消耗了H2O ，故c项正确；根据总反应知产生1 mol O2的同时产生2 mol H2，故d项错误；答案选C。(2)由题干数据分析该反应：

0～2 min内平均反应速率v(HI)＝＝0．1 mol·L－1·min－1，

平衡常数K＝＝64，若开始加入HI的物质的量是原来的2倍，相当于先将HI加入到2 L的容器(达到的平衡状态与原平衡一致，即HI的浓度、H2的体积分数与原平衡相同)，再将体积压缩至1 L，因为该反应为等体积反应，加压平衡不移动，所以HI的浓度为原来的2倍，H2的体积分数不变，温度不变，平衡常数不变；加入HI的物质的量增大，反应物浓度增大，反应速率加快，达到平衡的时间缩短；故答案为：0.1 mol·L－1·min－1、64、b；(3)Zn与稀H2SO4反应，c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动；若向原溶液中加入NaNO3，Zn与H＋、NO反应不生成H2；若加CuSO4，Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率；若加Na2SO4，对反应速率没有影响；若加NaHSO3，HSO消耗H＋生成H2O和SO2，反应速率减小；故答案为：向右、b。