题目内容

13.化学平衡:
(一)硫-碘循环分解水制氢的主要反应如下:
Ⅰ:SO2+2H2O+I2→H2SO4+2HIⅡ:2HI?H2+I2 Ⅲ:2H2SO4→2SO2+O2+2H2O
(1)上述循环反应的总反应可以表示为2H2O=2H2↑+O2↑;反应过程中起催化作用的物质是a b(选填编号).a.SO2    b.I2    c.H2SO4   d.HI
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2的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)=0.05mol/L?min.
(3)对反应Ⅱ,在相同温度和体积下,若开始加入的HI(g)的物质的量是原来的2倍,则以下a也是原来的2倍(选填编号).a.HI的平衡浓度   b.达到平衡的时间         c.平衡时H2的体积分数
(4)实验室用锌和稀硫酸反应制取H2,反应时溶液中水的电离平衡向右移动(选填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的b(选填编号),产生H2的速率将增大.
a.NaNO3         b.CuSO4        c.Na2SO4         d. NaHCO3.

分析 (1)分解水制氢气,利用方程式叠加书写总方程式,结合催化剂的概念判断起催化剂作用的物质;
(2)由图可知,平衡时氢气的物质的量为0.1mol,根据方程式计算参加反应的HI的物质的量,再根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v(HI);
(3)a.压强增大平衡不移动,HI转化率不变;
b.HI的物质的量增加,HI浓度增大,反应速率加快;
c.增大压强,平衡不移动,平衡时H2的体积分数不变;
(4)Zn和稀硫酸反应时溶液中氢离子浓度减小,水的电离平衡向右移动;
a.加入NaNO3,不产生氢气;
b.加入CuSO4,Zn置换出Cu后形成锌铜原电池;
c.加入Na2SO4,对反应无影响;
d.加入NaHCO3,则溶液中氢离子浓度减小.

解答 解:(1)分解水制氢气,已知:
I:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,
II:2HI?H2+I2 ,
Ⅲ:2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
故Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ得:2H2O=2H2+O2,
整个过程中SO2、I2参加反应,最后又生成,且量不变,故SO2、I2是催化剂,
故答案为:2H2O=2H2+O2;ab;
(2)由图可知,平衡时氢气的物质的量为0.1mol,由方程式可知参加反应的HI的物质的量为0.1mol×2=0.2mol,故v(HI)=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/(L•min),
故答案为:0.05mol/(L•min);
(3)a.压强增大平衡不移动,HI转化率不变,HI的平衡浓度为原来的2倍,故a正确;
b.HI的物质的量增加,HI浓度增大,反应速率加快,达到平衡时间比原来缩短,故b错误;
c.增大压强平衡不移动,平衡时H2的体积分数不变,故c错误;
故选a;
(4)Zn和稀硫酸反应时溶液中氢离子浓度减小,水的电离平衡向右移动;
a.加入NaNO3,不产生氢气,而产生N0,故a错误;
b.加入CuSO4,Zn置换出Cu后形成锌铜原电池,加快反应速率,故b正确;
c.加入Na2SO4,对反应无影响,故c错误;
d.加入NaHCO3,则溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故d错误;
故答案为:向右;b.

点评 本题注意考查化学反应速率计算与影响盐酸、化学平衡的影响因素等,难度中等,是对基础知识的综合利用,注意对知识的全面掌握.

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