Question

硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：
Ⅰ.SO₂+2H₂O+I₂=H₂SO₄+2HI
Ⅱ.2HIH₂↑+I₂
Ⅲ.2H₂SO₄=2SO₂+O₂↑+2H₂O
(1)分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是         。
a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進行
b.反應(yīng)Ⅰ中SO₂氧化性比HI強
c.循環(huán)過程中需補充H₂O
d.循環(huán)過程中產(chǎn)生1 mol O₂的同時產(chǎn)生1 mol H₂
(2)一定溫度下，向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g)，發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，H₂的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。

①0～2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)=          。
②相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則       是原來的2倍。
a.HI的平衡濃度
b.達到平衡的時間
c.平衡時H₂的體積分數(shù)
(3)實驗室用Zn和稀硫酸制取H₂，若加入少量下列固體試劑中的     ，產(chǎn)生H₂的速率將增大。
a.NaNO₃         b.CuSO₄        c.Na₂SO₄        d.NaHSO₃

Answer 1

(1)c   (2)①0.1 mol·L^－1·min^－1 ②a   (3)b

(1)根據(jù)題意可知，因為是分解水制取H₂的反應(yīng)，所以應(yīng)不斷補充水，產(chǎn)生2 mol H₂時，生成1 mol O₂，c對、d錯；硫酸常溫不分解，a錯；反應(yīng)Ⅰ中SO₂為還原劑，HI為還原產(chǎn)物，還原性SO₂>HI，b錯。
(2)①2 min時H₂的平衡濃度為0.1 mol·L^－1，H₂的平均反應(yīng)速率為
0.1 mol·L^－1/2 min="0.05" mol·L^－1·min^－1，v(HI)=2v(H₂)="0.05" mol·L^-1·min^-1×2="0.1" mol·L^-1·min^-1。
②2HIH₂＋I₂為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，在恒容容器中發(fā)生反應(yīng)，HI的物質(zhì)的量增加為原來的2倍，平衡不移動，但是反應(yīng)速率加快，反應(yīng)時間縮短，達到平衡時各組分濃度為原來的2倍，而體積分數(shù)不變。
(3)根據(jù)反應(yīng)Zn＋2H^＋=Zn^2＋＋H₂↑可知，增大反應(yīng)速率，只要增大H^＋濃度即可，NaHSO₃與H^＋反應(yīng)，H^＋濃度減小，反應(yīng)速率減小；Na₂SO₄對反應(yīng)速率沒影響；NaNO₃與H^＋結(jié)合會生成HNO₃，反應(yīng)不產(chǎn)生H₂；只有CuSO₄合適，Zn＋Cu^2＋=Cu＋Zn²⁺，Zn與生成的Cu形成原電池，反應(yīng)速率加快。