硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI

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________(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。

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.CuSO4

c.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·mol1,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·L1): 1         0     0

终态(mol·L1):  0.8     0.1  0.1

反应(mol·L1):  0.2     0.1  0.1

v(HI)=0.1 mol·L1·min1

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:

 

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