(10分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ. SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ. 2HIH2+I2
Ⅲ. 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O
(1) 分析上述反应,下列判断正确的是 。
a.反应Ⅲ易在常温下进行
b.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O
d.循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
(2) 一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
① 0~2 min内的平均反应速率v(HI)= 。
② 该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K= 。
③ 相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则 是原来的2倍。
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) 实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时若加入少量下列试剂中的 ,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3
(1)c (2) ①0.1 mol·(L·min)-1 ②64 ③b (3) b
题目分析:(1)2SO2+O2+2H2O=2H2SO4是常温下自发进行的,所以2H2SO4===2SO2+O2+2H2O很难在常温下进行,a错误;SO2是还原剂HI是还原产物,所以SO2的还原性强于HI,b错误;三个反应的总反应为2H2O2H2+O2,所以c正确,d错误。
(2)①v(HI)=
②根据图示可知,平衡时c(H2)=0.1mol/L,则c(I2)=0.1mol/L,c(HI)=0.8mol/L,所以K=。
③若开始加入2molHI,则相当于将原容器增大2倍的压强,平衡不移动,但所有物质的浓度是原来的2倍,所以b正确。
(3)Zn能与CuSO4反应形成Cu—Zn原电池,加快反应速率,所以b正确。
点评:本题综合性强,但是难度不大,根据一般的解题规律很轻松解答。