Question

制备氢气可利用碘硫热化学循环法，其原理示意图如图1

（1）已知：2SO₃（g）?2SO₂ （g）+O₂ （g）△H₁
H₂SO₄（l）?SO₃（g）+H₂O（l）△H₂
2H₂SO₄（l）?2SO₂ （g）+O₂（g）+2H₂O（l）△H₃
则△H₃=

 

 （用△H₁和△H₂表示）
（2）上述热化学循环制氢要消耗大量的能量，从绿色化学角度，能量供应的方案是

 

．
（3）碘化氢热分解反应为：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）△H＞0．则该反应平衡常数表达式：K=

 

；升温时平衡常数K

 

（选填“增大”或“减小”）
（4）本生（Bunsen）反应中SO₂和I₂及H₂O发生反应为：SO₂+I₂+2H₂O=3H⁺+HSO₄^─+2I^─；     I^─+I₂?I₃^─．
①当起始时，SO₂为1mol，水为16mol，溶液中各离子变化关系如下图，图中a、b分别表示的离子是

 

、

 

．
②在水相中进行本生反应必须使水和碘显著过量，但易引起副反应将反应器堵塞．写出浓硫酸与HI发生反应生成硫和碘的化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡常数的含义,离子浓度大小的比较

专题：

分析：（1）根据盖斯定律计算；
（2）从能源角度考虑，用太阳能、风能、核能及生物质能等作为能源；
（3）根据平衡常数表达式等于生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积书写；
由图象，升高温度，氢气增大，该反应向正反应方向移动，则平衡常数增大；
（4）①根据图象b为从零越来越大的离子，a为不变的离子，结合反应过程分析判断；
②根据氧化还原反应得失电子守恒书写浓硫酸与HI发生反应生成硫和碘的化学方程式；

解答： 解：（1）已知：①2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）△H₁
②H₂SO₄（l）?SO₃（g）+H₂O（l）△H₂
则①+②×2得，2H₂SO₄（l）?2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（l）△H₃=△H₁+2△H₂．
故答案为：△H₁+2△H₂；
（2）从能源角度考虑，用太阳能、风能、核能及生物质能等作为能源，
故答案为：用廉价的清洁能源供给能量（用太阳能、风能、核能及生物质能等作为能源）；
（3）由2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），故K=

c(H2)c(I2)

c2(HI)

，由图象，升高温度，氢气增大，该反应向正反应方向移动，则平衡常数增大，
故答案为：

c(H2)c(I2)

c2(HI)

；增大；
（4）①由图象b为从零越来越大的离子，则根据SO₂+I₂+2H₂O=3H⁺+HSO₄^-+2I^-，I^-+I₂?I₃^-，反应中越来越多的离子为I₃^-，反应过程中氢离子始终不变，
故答案为：H⁺、I₃^-；
②由氧化还原反应得失电子守恒，则浓硫酸与HI发生反应生成硫和碘的化学方程式为：6HI+H₂SO₄（浓）=3I₂↓+S↓+4H₂O；
故答案为：6HI+H₂SO₄（浓）=3I₂↓+S↓+4H₂O；

点评：本题主要考查了盖斯定律的应用，平衡常数的表达式及其判断以及电解池的原理，难度不大，注意方程式的书写．