Question

硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ．SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
Ⅱ.2HI?H₂+I₂
Ⅲ.2H₂SO₄═2SO₂+O₂+2H₂O
（1）整个过程中SO₂、I₂的作用是______．
（2）一定温度下，向1L密闭容器中加入1molHI（g），发生反应Ⅱ，生成的
I₂为气体，H₂物质的量随时间的变化如图所示．0-2min内的平均反应速率v（HI）=______，能作为该反应达到平衡状态判断依据的是______．
①n（H₂）=n（I₂）
②压强不再变化
③气体密度不再变化
④2个H-I断裂的同时，有1个H-H断裂
⑤各组分浓度保持不变
⑥c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1
已知有关键能数据：I₂-151kJ/mol、H₂-436kJ/mol、HI-298kJ/mol，则分解0.2molHI时的能量变化是______（填“吸收”或“放出”）______kJ的热量．
（3）实验室用Zn和硫酸制取H₂，为了加快反应速率，下列措施不可行的是（填序号）______．
a．加入浓硝酸b．加入少量CuSO₄固体c．用粗锌代替纯锌d．加热e．把锌粒制成锌粉f．用98.3%浓硫酸．

Answer 1

（1）SO₂、I₂在反应前后质量和性质不变，故答案为：催化剂；
（2）由图可知2min内氢气的物质的量增加了0.1mol，则氢气的浓度为0.1mol/L，用氢气表示的化学反应速率为

0.1mol/L

2min

=0.05mol/（L．min），由反应中的化学计量数可知v（HI）为0.05mol/（L．min）×2=0.1mol/（L．min）；①n（H₂）=n（I₂），没有明确反应方向，不变判断反应是否平衡；②压强自始至终不再变化，不能判断平衡；③气体自始至终密度不再变化，不能判断平衡；④2个H-I断裂的同时，有1个H-H断裂，正逆反应速率相等，能判断反应是否平衡；⑤各组分浓度保持不变是判断平衡的标志；⑥c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1，没有明确反应方向，不变判断反应是否平衡；根据题目中的数据，可知HI分解的反应热：△H=+298kJ/mol×2-151kJ/mol-436kJ/mol=+9kJ/mol；则分解0.2molHI需要吸收：

9kJ/mol

2

×0.2mol=0.9kJ，故答案为：0.1mol/L．min；④⑤；吸收；0.9；
（3）加入浓硝酸、用98.3%浓硫酸，溶液具有强氧化性，则不会生成氢气；加热、粗锌代替纯锌、把锌粒制成锌粉，都能加快反应速率；加入CuSO₄后，Zn与硫酸铜溶液反应置换出Cu，则构成原电池加快了化学反应速率，故答案为：a、f．