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    2．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．其反应过程如图1所示：

    （1）反应Ⅰ的化学方程式是SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI．
    （2）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层和高浓度的I2的HI层．
    ①根据上述事实，下列说法正确的是ac（选填序号）．
    a．两层溶液的密度存在差异
    b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶
    c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶
    ②辨别两层溶液的方法是：用盐酸酸化的氯化钡溶液鉴别上层溶液中的SO42-．（回答“用××鉴别××层的××离子”即可）
    ③经检测，H2SO4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I2，I2+H2O=HI+HIO，且HI电离出氢离子．（3）反应Ⅱ：2H2SO4（l）═2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJ/mol
    它由两步反应组成：i．H2SO4（l）═SO3（g）+H2O（g）△H=+177kJ/mol
    ii．SO3（g）分解．
    L（L1、L2），X可分别代表压强或温度．图2表示L一定时，ii中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系．
    ①X代表的物理量是压强．
    ②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：L1＜L2，分解反应为吸热反应，温度高，转化率大．

    分析 （1）由图可知，反应I为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI；
    （2）①分成两层，与溶解性、密度有关；
    ②根据用盐酸酸化的氯化钡溶液鉴别上层溶液中的SO42-辨别两层溶液；
    ③H2SO4中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1，且HI电离出氢离子；
    （3）①由图可知，X越大，转化率越低；
    ②分解反应为吸热反应，温度高，转化率大．

    解答 解：（1）由图可知，反应I为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI，该反应为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI，故答案为：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI；
    （2）①a．两层溶液的密度存在差，才出现上下层，故a正确；
    b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液互溶，与分层无关，故b错误；
    c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶，则碘在不同溶剂中溶解性不同，类似萃取，与分层有关，故c正确；
    故答案为：ac；
    ②因为溶液分成含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的HI层，则辨别两层溶液的方法是用盐酸酸化的氯化钡溶液鉴别上层溶液中的SO42-，故答案为：用盐酸酸化的氯化钡溶液鉴别上层溶液中的SO42-；
    ③H2SO4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I2，I2+H2O=HI+HIO，且HI电离出氢离子，故答案为：硫酸层中含少量的I2，I2+H2O=HI+HIO，且HI电离出氢离子；
    （3）①由图可知，X越大，转化率越低，升高温度转化率增大，则X表示压强，故答案为：压强；
    ②由SO3（g）=SO2（g）+O2（g）△H＞0，温度高，转化率大，图中等压强时L2对应的转化率大，则L1＜L2，故答案为：L1＜L2，分解反应为吸热反应，温度高，转化率大．

    点评 本题考查混合物分离提纯及化学平衡等，为高频考点，把握发生的反应、平衡影响因素为解答的关键，侧重分析与应用能力的综合考查，题目难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是（　　）
    A．NaHSO4溶液B．KOH溶液C．Na2SO4D．NH4Cl溶液

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    14．在一定温度下，向一容积不变的密闭容器中加入1mol X气体和2mol Y气体，发生如下反应：X（g）+2Y（g）?2Z（g），此反应达到平衡的标志是（　　）
    A．容器内压强不随时间变化B．化学反应速率关系是：2υ正（X）=υ正（Y）
    C．容器内气体密度不随时间变化D．容器内X、Y、Z的浓度之比为l：2：2

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．对于可逆反应A（g）+3B（s）?2C（g）+2D（g），在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是（　　）
    A．υ（A）=0.5mol/（L•min）B．υ（B）=1.2mol/（L•s）C．υ（C）=0.1mol/（L•s）D．υ（D）=0.4mol/（L•min）

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    18．某有机物M的结构简式为，下列有关M的说法正确的是（　　）
    A．该分子中存在一个手性碳原子
    B．M的分子式为C9H10O3
    C．1 mol M能与足量Na反应生成0.5 mol H2
    D．1 mol M完全燃烧消耗10 mol O2

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．已知化学反应：O2（g）+2SO2（g）?2SO3（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如表：
    t℃70080083010001200
    K2.61.71.00.90.6
    回答下列问题：
    （1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{c（{O}_{2}）•{c}^{2}（S{O}_{2}）}$．
    （2）某温度下，平衡浓度符合下式：c2（SO3）=c（O2）•c2（SO2），试判断此时的温度为830℃．
    （3）设在一定体积的密闭容器中充入0.30mol O2（g）和0.60mol SO2（g），反应在一定条件下达到平衡时，SO3的物质的量分数（SO3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为$\frac{4}{7}$，该条件下O2的平衡转化率为$\frac{2}{3}$；该条件下反应2SO3（g）?O2（g）+2SO2（g）的平衡常数K=40．
    （4）当O2与SO2混合气体以不同比例混合时，测得其平均相对分子质量分别为57.6和44.8，取上述不同比例的混合气体各5L，在一定条件下充分反应后，气体体积均为4L，分别求出O2在上述混合气体中的体积分数20%、60%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料．
    （1）已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5KJ•mol-1
    H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=-241.8KJ•mol-1
    CO（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）△H=-283.0KJ•mol-1
    则煤气化主要反应C（s）+H2O （g）═CO（g）+H2（g）的△H=+131.3 kJ/mol
    （2）已知CO（g）+O2（g）═CO2（g）+O（g）的正反应速率为v正=k正•c（CO）•c（O2），逆反应速率为v逆=k逆•c（CO2）•c（O），k为速率常数．2500K时，k正=1.21×105 L/mol，k逆=3.02×105L/mol，则该温度下的反应平衡常数K=0.40
    （3）甲醇制甲醚的有关反应为：2CH3OH （g）═CH3OCH 3（g）+H2O （g）．一定温度下，在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生该反应．
    容器编号温度（℃）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）
    CH3OH（g）CH3OCH3（g）H2O（g）
    Ⅰ3870.20x
    Ⅱ3870.40y
    Ⅲ2070.200.0900.090
    ①x/y=$\frac{1}{2}$
    ②已知387℃时该反应的化学平衡常数K=4．该温度下，若起始时向容器Ⅰ中冲入0.10molCH3OH （g）、0.15mol CH3OCH3（g）和0.10mol H2O（g），则反应将向正（填“正”或“逆”）反应方向进行．
    ③容器Ⅱ中反应达到平衡后，若要进一步提高甲醚的产率，可以采取的措施为B．（填序号）
    A．升高温度
    B．降低温度
    C．其他条件不变，增加CH3OH 的物质的量
    D．保持其他条件不变，通入氖气
    （4）以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如下图所示．

    则电源的负极为B（填“A”或“B”），写出阳极的电极反应式：2CH3OH+CO-2e-=（CH3O）2CO+2H+
    （5）将化石燃料的燃烧产物CO2通入NaOH溶液中可制得碳酸氢钠．取0.2mol/L碳酸钠溶液与0.2mol/L氯化钡溶液等体积混合产生浑浊，请结合一下数据，通过计算说明产生浑浊的原因：[已知：25℃时，0.1mol/L碳酸氢钠溶液中碳酸根离子的浓度为0.0011mol/L，Ksp（BaCO3）=5.1×10-9]．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    11．氢能被视为未来的理想清洁能源，科学家预测“氢能”将是21世纪最理想的新能源．目前分解水制氢气的工业制法之一是“硫-碘循环”，主要涉及下列反应：
    Ⅰ．SO2+2H2O+I2═H2SO4+2HI
    Ⅱ.2HI?H2+I2
    Ⅲ.2H2SO4═2SO2↑+O2↑+2H2O
    （1）分析上述反应，下列判断正确的是bc．
    a．反应Ⅲ易在常温下进行     b．反应I中SO2还原性比HI强
    c．循环过程中需补充H2O     d．循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
    （2）一定温度下，向2L密闭容器中加入1mol HI（g），发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图1所示．0-2min内的平均反应速率v（HI）=0.05mol•L-1•min-1．该温度下，反应2HI（g）?H2（g）+I2（g）的平衡常数K=$\frac{1}{64}$．相同温度下，若开始加入HI（g）的物质的量是原来的2倍，则下列四个选项的量是原来的2倍的有b．

    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）如图2为某太空站的能量转化示意图，其中燃料电池用NaOH溶液为电解液．
    ①光电转换器的能量转换形式为太阳能转化成电能．
    ②水电解系统中通常加入少量Na2SO4，加入Na2SO4的目的是增强溶液的导电性．
    ③燃料电池的负极反应式为：H2+2OH--2e-═2H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，一氧化碳与氢气在催化剂作用反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．根据题意完成下列各题：
    （1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$，降低温度，K值增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
    （2）根据题图判断，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）
    （3）在300℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=$\frac{n（A）}{t（A）}$mol•l-1•min-1（用含nA、tA的式子表示）
    （4）在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的一半，下列有关该体系的说法正确的是D
    A．化学平衡常数增大   B．重新平衡时混合气体的平均相对分子质量不变
    C．正反应速率加快，逆反应速率减少  D．重新平衡时$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$减少．

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