Question

硫—碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：

Ⅰ　SO₂＋2H₂O＋I(xiàn)₂===H₂SO₄＋2HI

Ⅱ　2HIH₂＋I(xiàn)₂

Ⅲ　2H₂SO₄===2SO₂＋O₂＋2H₂O

(1)分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是________(填編號)。

a．反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行

b．反應(yīng)Ⅰ中SO₂氧化性比HI強(qiáng)

c．循環(huán)過程中需補(bǔ)充H₂O

d．循環(huán)過程產(chǎn)生1 mol O₂的同時(shí)產(chǎn)生1 mol H₂

(2)一定溫度下，向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g)，發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，H₂物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。

①0～2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)＝          。該溫度下，H₂(g)＋I(xiàn)₂(g)

2HI(g)的平衡常數(shù)K＝         。

②相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則          是原來的2倍。

a．平衡常數(shù)

b．HI的平衡濃度

c．達(dá)到平衡的時(shí)間

d．平衡時(shí)H₂的體積分?jǐn)?shù)

(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取H₂，反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡        移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少量下列試劑中的          ，產(chǎn)生H₂的速率將增大。

a．NaNO₃                                       b．CuSO₄

c．Na₂SO₄                                       d．NaHSO₃

(4)以H₂為燃料可制作氫氧燃料電池。

已知2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol^－1,某氫氧燃料電池釋放228.8 kJ電能時(shí)，生成1 mol液態(tài)水，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為________。

 

Answer 1

【答案】

(1)c　(2)0.1 mol·(L·min)^－1　64　b　(3)向右　b　(4)80%

(2)依據(jù)

　　　　　　　      2HI    H₂ ＋ I₂

始態(tài)(mol·L^－1):  1         0     0

終態(tài)(mol·L^－1):  0．8      0．1  0．1

反應(yīng)(mol·L^－1):  0．2      0．1  0．1

v(HI)＝0．1 mol·L^－1·min^－1；

K＝＝1/64，所以H₂＋I(xiàn)₂2HI的平衡常數(shù)為64；溫度一定時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)不變，由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，所以增大HI濃度達(dá)到新平衡時(shí)，HI、H₂、I₂的體積分?jǐn)?shù)均不變，由于濃度增大，引起化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短。

(3)硫酸電離出的H^＋抑制水的電離，且硫酸中H^＋濃度越大，對水的電離抑制能力越強(qiáng)，所以隨著硫酸溶液中H^＋濃度的降低，水的電離能力增強(qiáng)；CuSO₄加入后能與鋅單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成銅單質(zhì)，附著在鋅表面構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率。

(4)生成1 mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量為572 kJ÷2＝286 kJ，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為228．8 kJ÷286 kJ＝0．8

【解析】