题目内容
【题目】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。0~2 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=________。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
【答案】c0.1 mol·L-1·min-164b向右b
【解析】
(1)反应Ⅲ在常温下向左进行,故a项错误,;SO2的还原性比HI强,故b项错误;根据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ得总反应:2H2O===2H2+O2,循环过程中消耗了H2O ,故c项正确;根据总反应知产生1 mol O2的同时产生2 mol H2,故d项错误;答案选C。(2)由题干数据分析该反应:
0~2 min内平均反应速率v(HI)==0.1 mol·L-1·min-1,
平衡常数K==64,若开始加入HI的物质的量是原来的2倍,相当于先将HI加入到2 L的容器(达到的平衡状态与原平衡一致,即HI的浓度、H2的体积分数与原平衡相同),再将体积压缩至1 L,因为该反应为等体积反应,加压平衡不移动,所以HI的浓度为原来的2倍,H2的体积分数不变,温度不变,平衡常数不变;加入HI的物质的量增大,反应物浓度增大,反应速率加快,达到平衡的时间缩短;故答案为:0.1 mol·L-1·min-1、64、b;(3)Zn与稀H2SO4反应,c(H+)减小,水的电离平衡向右移动;若向原溶液中加入NaNO3,Zn与H+、NO
反应不生成H2;若加CuSO4,Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn与Cu构成原电池,加快反应速率;若加Na2SO4,对反应速率没有影响;若加NaHSO3,HSO
消耗H+生成H2O和SO2,反应速率减小;故答案为:向右、b。
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