题目内容
“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点，涉及下列三个反应：
反应Ⅰ：SO2（g）+I2（aq）+2H2O（l）=2HI（aq）+H2SO4（aq）
反应Ⅱ：2HI（g）=H2（g）+I2（g）
反应Ⅲ：2H2SO4（g）=2H2O（g）+2SO2（g）+O2（g）
（1）反应Ⅲ实际上分两步进行：
H2SO4（g）=SO3（g）+H2O（g）△H1
2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g）△H2
则反应Ⅲ的反应热△H= （用△H1、△H2表示）．
（2）某温度下将1mol HI充入密闭容器中发生反应Ⅱ，达到第1次平衡后，用选择性膜完全分离出H2，达到第2次平衡后再次分离H2，重复多次，平衡时n（HI）如下表：
①第1次平衡时，HI的转化率为 %．
②归纳出分离H2的次数对HI转化率的影响： ．
③计算第2次平衡时H2和I2的物质的量（写出计算过程）．
（3）反应Ⅰ发生时，溶液中存在化学平衡：I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq），其反应速率极快且平衡常数很大．现将1mol SO2缓缓通入含1mol I2的水溶液中恰好完全反应．画出溶液中I3-的物质的量n（I3-）随反应时间t变化的曲线图．
反应Ⅰ：SO2（g）+I2（aq）+2H2O（l）=2HI（aq）+H2SO4（aq）
反应Ⅱ：2HI（g）=H2（g）+I2（g）
反应Ⅲ：2H2SO4（g）=2H2O（g）+2SO2（g）+O2（g）
（1）反应Ⅲ实际上分两步进行：
H2SO4（g）=SO3（g）+H2O（g）△H1
2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g）△H2
则反应Ⅲ的反应热△H=
（2）某温度下将1mol HI充入密闭容器中发生反应Ⅱ，达到第1次平衡后，用选择性膜完全分离出H2，达到第2次平衡后再次分离H2，重复多次，平衡时n（HI）如下表：
| 达到平衡的次数 | 第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 | … |
| n（HI）/mol | 0.78 | 0.67 | 0.60 | 0.55 | 0.51 |
②归纳出分离H2的次数对HI转化率的影响：
③计算第2次平衡时H2和I2的物质的量（写出计算过程）．
（3）反应Ⅰ发生时，溶液中存在化学平衡：I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq），其反应速率极快且平衡常数很大．现将1mol SO2缓缓通入含1mol I2的水溶液中恰好完全反应．画出溶液中I3-的物质的量n（I3-）随反应时间t变化的曲线图．
考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算
专题：
分析：（1）根据盖斯定律计算；
（2）①参加反应HI的物质的量，进而计算HI的转化率；
②分离出氢气，有利于平衡向正反应方向移动，有利于HI的分解，但提高幅度逐渐减小；
③利用三段式计算；
（3）将SO2的通入I2的水溶液，反应生成I-，生成的I-与I2结合得到I3-，随反应进行I3-物质的量增大，由I原子守恒可知I3-的最大物质的量为
≈0.67mol，继续通入SO2，I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq）平衡向左移动，I3-物质的量减小，由SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4可知，二氧化硫与碘单质恰好完全反应，故最终I3-物质的量为0．
（2）①参加反应HI的物质的量，进而计算HI的转化率；
②分离出氢气，有利于平衡向正反应方向移动，有利于HI的分解，但提高幅度逐渐减小；
③利用三段式计算；
（3）将SO2的通入I2的水溶液，反应生成I-，生成的I-与I2结合得到I3-，随反应进行I3-物质的量增大，由I原子守恒可知I3-的最大物质的量为
| 2mol |
| 3 |
解答：
解：（1）反应Ⅲ实际上分两步进行：
①H2SO4（g）=SO3（g）+H2O（g）△H1
②2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g）△H2
根据盖斯定律①×2+2得反应Ⅲ，故反应Ⅲ的反应热△H=2△H1+△H2，
故答案为：△H=2△H1+△H2；
（2）①参加反应HI的物质的量为1mol-0.78mol=0.22mol，故HI的转化率为
×100%=22%，
故答案为：22；
②分离出氢气，有利于平衡向正反应方向移动，随着分离氢气次数的增加，HI的转化率逐渐提高，但提高幅度逐渐减小，
故答案为：随着分离氢气次数的增加，HI的转化率逐渐提高，但提高幅度逐渐减小；
③2 HI（g）=H2（g）+I2（g）
起始（mol）：1 0 0
转化（mol）：1-0.67=0.33 0.165 0.165
平衡（mol）：0.67 0.165 0.165
故2次平衡时n（H2）=n（I2）=0.165mol
答：2次平衡时H2和I2的物质的量均为0.165mol；
（3）将SO2的通入I2的水溶液，反应生成I-，生成的I-与I2结合得到I3-，随反应进行I3-物质的量增大，由I原子守恒可知I3-的最大物质的量为
≈0.67mol，继续通入SO2，I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq）平衡向左移动，I3-物质的量减小，由SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4可知，二氧化硫与碘单质恰好完全反应，故最终I3-物质的量为0，溶液中I3-的物质的量n（I3-）随反应时间t变化的曲线图为：
，
故答案为：．
①H2SO4（g）=SO3（g）+H2O（g）△H1
②2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g）△H2
根据盖斯定律①×2+2得反应Ⅲ，故反应Ⅲ的反应热△H=2△H1+△H2，
故答案为：△H=2△H1+△H2；
（2）①参加反应HI的物质的量为1mol-0.78mol=0.22mol，故HI的转化率为
| 0.22mol |
| 1mol |
故答案为：22；
②分离出氢气，有利于平衡向正反应方向移动，随着分离氢气次数的增加，HI的转化率逐渐提高，但提高幅度逐渐减小，
故答案为：随着分离氢气次数的增加，HI的转化率逐渐提高，但提高幅度逐渐减小；
③2 HI（g）=H2（g）+I2（g）
起始（mol）：1 0 0
转化（mol）：1-0.67=0.33 0.165 0.165
平衡（mol）：0.67 0.165 0.165
故2次平衡时n（H2）=n（I2）=0.165mol
答：2次平衡时H2和I2的物质的量均为0.165mol；
（3）将SO2的通入I2的水溶液，反应生成I-，生成的I-与I2结合得到I3-，随反应进行I3-物质的量增大，由I原子守恒可知I3-的最大物质的量为
| 2mol |
| 3 |
，故答案为：
．
点评：本题考查反应热计算、化学平衡计算与影响元素，（3）中作图为易错点，学生容易做出变化趋势，而忽略最大值及二氧化硫与碘恰好反应，难度中等．
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