Question

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．循环过程中产生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的物质的量随时IP间的变化如图所示。

①0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝        。

②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．HI的平衡浓度

b．达到平衡的时间

c．平衡时H₂的体积分数

(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，若加入少量下列固体试剂中的        ，产生H₂的速率将增大。

a．NaNO₃       b．CuSO₄       c．Na₂SO₄      d．NaHSO₃

Answer

(1)c (2)0.1 mol·L－1·min－1 64 a (3)b

【解析】(1)H2SO4沸点较高，在常温下不发生分解；反应Ⅰ中SO2的还原性比HI强；循环过程中H2O分解生成了H2与O2，需补充；循环过程中产生1 mol O2同时产生2 mol H2，c正确。

(2) 2HI(g) H2(g) ＋ I2(g)

初始：1 mol·L－1 0 0

平衡：0.8 mol·L－1 0.1 mol·L－1 0.1 mol·L－1

v(HI)＝＝0.1 mol·L－1·min－1

该温度下，开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，平衡常数不变，HI、H2、I2平衡浓度均为原来的2倍，初始浓度变大、反应速率加快，HI、H2、I2的体积分数均不变，故选a。

(3)a、c对反应无影响，b项Zn置换出Cu，形成Cu­Zn原电池，反应速率增大，d使反应速率变慢。