Question

（16分）制备氢气可利用碘硫热化学循环法，其原理示意图如下。

（1）已知：①2SO3(g)2SO2 (g) + O2 (g) △H1

②H2SO4(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─+I2I3─。

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

（1）△H1+2△H2（2分）

（2）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）（2分）

（3）c(H2)·c(I2)/c2(HI) （3分）； 增大（2分）；

（4）①H+ 、 I3－ （各2分）； ②6HI+H2SO4(浓)=3I2↓+S↓+4H2O（3分）

【解析】

试题分析：（1）①+②×2，整理可得2H2SO4(l)2SO2 (g) + O2(g) +2H2O（l） △H3=△H1+2△H2；（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）碘化氢热分解反应为：2HI(g)H2(g)+I2(g) △H＞0。化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比。则该反应平衡常数表达式：K= c(H2)·c(I2)/c2(HI)；由于该反应的正反应是吸热反应，根据平衡移动原理：升温时平衡向吸热的正反应方向移动，所以化学常数K增大；（4）①根据方程式中各种微粒的关系及图像显示的微粒的浓度变化可知：a表示的是H+ ；b表示的是I3－；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。浓硫酸有强的氧化性，而HI有还原性，二者会发生氧化还原反应生成硫和碘，根据电子守恒和原子守恒，可得反应的化学方程式：6HI+H2SO4(浓)=3I2↓+S↓+4H2O。

考点：考查化学方程式和热化学方程式的书写、化学方案的设计、化学平衡常数的表达及影响因素的知识。

考点分析： 考点1：化学反应与能量 考点2：化学平衡状态及移动 试题属性

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