Question

【題目】氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉�，以太�?yáng)能為熱能，熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無(wú)污染的制氫方法。其反應(yīng)過(guò)程如下圖所示：

（1）反應(yīng)I的化學(xué)方程式是________。

（2）反應(yīng)I得到的產(chǎn)物用I2進(jìn)行分離。該產(chǎn)物的溶液在過(guò)量I2的存在下會(huì)分成兩層，含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。

①根據(jù)上述事實(shí)，下列說(shuō)法正確的是________（選填序號(hào)）。

a 兩層溶液的密度存在差異

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 辨別兩層溶液的方法是____________。

③經(jīng)檢測(cè)，H2SO4層中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1，其比值大于2的原因______。

（3）反應(yīng)II ： 2H2SO4（l）=2SO2（g） +O2（g） +2H2O（g） △H=+550 kJ mol-1

它由兩步反應(yīng)組成：

i.H2SO4（l）=SO3（g） +H2O（g） △H =+177 kJ mol-1

ii.SO3（g）分解。

L（L1， L2）和X可分別代表壓強(qiáng)或溫度，下圖表示L一定時(shí)，ⅱ中SO3（g）的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。

①寫出反應(yīng)iiSO3（g）分解的熱化學(xué)方程式：________。

②X代表的物理量是_______。

Answer 1

【答案】SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI ac 觀察顏色，顏色深的是HI層，顏色淺的是H2SO4層 H2SO4層含有少量HI 2SO3（g）2SO2（g）+O2（g） △H= +196 kJmol-1 壓強(qiáng)

【解析】

（1）反應(yīng)I為二氧化硫與碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和HI，反應(yīng)為SO2+2H2O+I2＝H2SO4+2HI，

故答案為：SO2+2H2O+I2＝H2SO4+2HI；

（2）①a．兩層溶液的密度存在差，才出現(xiàn)上下層，故a正確；

b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液互溶，與分層無(wú)關(guān)，故b錯(cuò)誤；

c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶，則碘在不同溶劑中溶解性不同，類似萃取，與分層有關(guān)，故c正確；

故答案為：ac；

② 辨別兩層溶液的方法是：觀察顏色，顏色深的為HI層，顏色淺的為硫酸層，故答案為：觀察顏色，顏色深的為HI層，顏色淺的為硫酸層；

③經(jīng)檢測(cè)，H2SO4層中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1，其比值大于2的原因硫酸層中含少量的HI，且HI電離出氫離子，故答案為：硫酸層中含少量的HI，且HI電離出氫離子；

（3）根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)II=i×2+ii，ii=II-i×2，得ii的△H=+550 kJ·mol-1-（+177 kJ·mol-1）×2= +196 kJ·mol-1，反應(yīng)iiSO3（g）分解的熱化學(xué)方程式：2SO3（g）2SO2（g）+O2（g） △H= +196 kJ·mol-1 ，故答案為：2SO3（g）2SO2（g）+O2（g） △H= +196 kJ·mol-1；

由圖可知，X越大，轉(zhuǎn)化率越低，升高溫度轉(zhuǎn)化率增大，則X表示壓強(qiáng)，故答案為：壓強(qiáng)。