题目
硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HIⅡ 2HIH2+I2Ⅲ 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O(1)分析上述反应,下列判断正确的是________(填编号)。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H2Od.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。①0~2 min内的平均反应速率v(HI)= 。该温度下,H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K= 。②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,反应时溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的 ,产生H2的速率将增大。a.NaNO3 b.CuSO4c.Na2SO4 d.NaHSO3(4)以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1,某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时,生成1 mol液态水,该电池的能量转化率为________。
答案:(1)c (2)0.1 mol·(L·min)-1 64 b (3)向右 b (4)80%(2)依据 2HI H2 + I2始态(mol·L-1): 1 0 0终态(mol·L-1): 0.8 0.1 0.1反应(mol·L-1): 0.2 0.1 0.1v(HI)=0.1 mol·L-1·min-1;K==1/64,所以H2+I22HI的平衡常数为64;温度一定时,化学平衡常数不变,由于该反应是气体体积不变的反应,所以增大HI浓度达到新平衡时,HI、H2、I2的体积分数均不变,由于浓度增大,引起化学反应速率加快,达到平衡的时间缩短。(3)硫酸电离出的H+抑制水的电离,且硫酸中H+浓度越大,对水的电离抑制能力越强,所以随着硫酸溶液中H+浓度的降低,水的电离能力增强;CuSO4加入后能与锌单质发生氧化还原反应生成铜单质,附着在锌表面构成原电池,加快反应速率。(4)生成1 mol液态水时放出的热量为572kJ÷2=286 kJ,该电池的能量转化率为228.8kJ÷286 kJ=0.8解析: