题目内容

6．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法．其反应过程如图1所示：

（1）写出反应I、II的化学方程式（不必写反应条件）：
I、SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI；II2H2SO4=2SO2+O2+2H2O；III、2HI?H2+I2
（2）整个过程中起到了催化作用的物质是SO2、I2（写化学式）．
（3）一定温度下，向2L密闭容器中加入1molHI（g），发生反应III，生成的I2为气体，H2物质的量随时间的变化如图2所示．则0-2min内的平均反应速率v（HI）=0.05mol/（L•min），、
能作为该反应达到平衡状态判断依据的是④⑤
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
（4）已知有关键能数据：I2-151kJ/mol、H2-436kJ/mol、HI-298kJ/mol，则当有0.2molHI分解时的能量变化是吸收（填“吸收”或“放出”）0.9kJ的热量．

分析 （1）由图可知，反应I为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI；反应II为硫酸分解生成二氧化硫、氧气、水，据此书写方程式；
（2）催化剂的特点是在化学反应前后质量不变，根据SO2、I2在反应前后的质量分析；
（3）由图可知，2min内H2物质的量的变化量，然后计算化学反应速率，再利用化学反应速率之比等于化学计量数之比来解答，根据化学平衡状态分析；
（4）根据反应热计算，该反应正反应为吸热反应，化学键断裂时需吸收的能量-化学键生成时需放出的能量=反应吸收的热量．

解答 解：（1）由图可知，反应I为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI，该反应为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI，反应II为硫酸分解，该反应为2H2SO4=2SO2+O2+2H2O，
故答案为：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI；2H2SO4=2SO2+O2+2H2O；
（2）Ⅰ．SO2+2H2O+I2═H2SO4+2HIⅡ.2H2SO4═2SO2+O2+2H2OⅢ.2HI?H2+I2
SO2、I2在反应前后质量和性质不变，起到了催化作用，
故答案为：SO2、I2；
（3）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0.05mol/L，用氢气表示的化学反应速率为$\frac{0.05mol/L}{2min}$=0.025mol/（L．min），由反应中的化学计量数可知v（HI）为0.025mol/（L．min）×2=0.05mol/（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；
故答案为：0.05mol/L．min；④⑤；
（4）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：0.1×9kJ/mol=0.9kJ，
故答案为：吸收；0.9．

点评 本题考查较为综合，侧重考查化学反应速率及平衡状态的特点、反应热的计算，注意催化剂的特征、化学平衡状态的判断方法，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
16．氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色．如图是工业上用制作印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）生产CuCl的流程：

根据以上信息回答下列问题：
（1）生产过程中X的化学式为Fe．
（2）写出产生CuCl的化学方程式：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4．
（3）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体，结合化学方程式和必要的文字说明理由Cu+2 H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和 SO2为1：1，所以理论上不需要补充SO2气体．实际生产中SO2要适当过量，原因可能是提高Cu2+的还原速率，同时可以防止生成的Cu+被空气氧化（答一点即可）．
（4）实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示：
pH1234567
CuCl产率/%70908278757270
析出CuCl晶体最佳pH为2，当pH较大时CuCl产率变低原因是Cu2+水解程度增大，反应生成CuCl减少，产率减小．调节pH时，不能（填“能”或“不能”）用相同pH的硝酸代替硫酸，理由是硝酸会与产品CuCl发生反应．
（5）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25g和过量的FeCl3溶液于锥形瓶中，充分溶解．
②用0.10mol•L-1硫酸铈标准溶液滴定．已知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+═Fe3++Ce3+．三次平行实验结果如下（平行实验结果相差不能超过1%）：
平行实验次数123
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）24.3524.0523.95
则样品中CuCl的纯度为95.5%（结果保留三位有效数字）．
17．生活用水的净化、消毒杀菌处理与生产、生活废水的无害化处理与我们的生活密切相关，回答下列问题．
（1）暂时硬度水与永久硬度水煮沸后会出现白色固体的是暂时硬度   水，除去水垢中CaSO4的试剂是纯碱、盐酸，写出除去CaSO4的离子反应方程式CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-、CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑．
（2）K2FeO4是一种新型的水处理剂，它兼有消毒杀菌、净水双重功能，具有消毒杀菌功能是因为它有高铁酸钾有强氧化   性．但若水的酸性或碱性较强，该试剂的净水功能均会减弱甚至消失，原因是当水的酸性或碱性较强时均不利于形成Fe（OH）3胶体．
（3）图1是离子交换柱结构示意图，则左侧的是阳 （填阴或阳）离子交换柱．硬度为1毅的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）的水．若某天然水中其它离子转化后相当于有c（Ca2+）=1.0×10-3 mol/L，此水是否符合我国饮用水的硬度标准为符合，1.0×10-3mol/L×56g/mL×103mg/g×1L=56mg/L＜450mg/L （生活用水卫生标准规定，总硬度不超过450mg/L，写出计算式）．

（4）用双硫腙（H2Dz）～CC14络合萃取法可从工业废水中提取金属离子：H2Dz先将金属离子络合成电中性的物质[如Hg（HDz）2等]，再用CCl4萃取此络合物．图2是用上述方法处理含有Hg2+、Bi3+、Zn2+的废水时的酸度曲线（E%表示金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率）．
①当废水的pH=4时，废水中能以简单金属离子形式存在的离子是Zn2+．
②当水中n（Bi3+）：n[Bi（HDz）3]=3：2时，废水的pH=2．
③向萃取后的CCl4中加入NaOH溶液可将铋元素以氢氧化物的形式沉淀下来，相应的离子方程式为Bi（HDz）3+6OH-=Bi（OH）3↓+3H2O+3Dz2-．
14．将一定量的CO2气体通入2L未知浓度的NaOH溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的气体与HCl的物质的量的关系如图所示（忽略气体的溶解和HCl的挥发），下列说法不正确的是（　　）
A．O点溶液中所含溶质的化学式为NaOH、Na2CO3
B．a点溶液中c （HCO3-）＞c （CO32-）
C．标准状况下，通入CO2的体积为44.8L
D．原NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L
1．下列实验能达到实验目的是（　　）
A．
观察铁的吸氧腐蚀		B．
比较氯、碳、硅的非金属性
C．
实验室蒸馏石油		D．
甲烷与氯气的取代反应
11．下列离子方程式正确的是（　　）
A．稀硝酸与氢氧化钠溶液反应：H++OH-=H2O
B．铝与稀盐酸反应：Al+2H+=Al3++H2↑
C．三氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：FeCl3+3OH-=Fe（OH）3↓+3C1-
D．二氧化碳与澄清石灰水反应：CO2+2OH-=CO32-+H2O
18．下列物质能发生消去反应的是（　　）
A．CH3ClB．（CH3）3CCH2ClC．D．
15．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图．已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10，X原子和Ne原子的核外电子数相差1，Y的单质是一种常见的半导体材料，Z的非金属性在同周期元素中最强．下列说法错误的是（　　）
A．对应简单离子半径X＜W
B．对应气态氢化物的稳定性Y＜Z
C．化合物XZW既含离子键又含共价键
D．Z或X的最高价氧化物对应的水化物均能与Y的氧化物反应
6．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究．
实验一：甲同学研究的实验报告如表：
实  验  步  骤现  象结  论
①分别取等体积的2mol/L硫酸于试管中；
②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg．		反应快慢：
Mg＞Fe＞Cu		反应物的性质越活泼，反应速率越快．
该同学的实验目的是研究物质本身的性质对反应速率的影响；根据控制变量法，要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是保持温度相同．
实验二：已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快．
（1）针对上述实验现象，某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快．从影响化学反应速率的因素看，你猜想反应速率明显加快的原因还可能是生成的锰离子有催化作用．
（2）若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是B（选填编号）．
A．硫酸钾          B．硫酸锰         C．水      D．氯化锰．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网