Question

【題目】氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示：

(1)反應Ⅰ的化學方程式是______________________________________

(2)已知反應Ⅱ：2H2SO4(l)＝2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) △H＝＋550 kJ·mol－1

它由兩步反應組成：i．H2SO4(l)＝SO3(g)＋H2O(g) △H＝＋177 kJ·mol－1

ii．SO3(g)分解。

則SO3(g)分解的熱化學方程式為____________________。

(3)L（L1、L2）、X可分別代表壓強或溫度其中之一。如圖表示L一定時，ii中SO3(g)的質量分數隨X的變化關系。

①X代表的物理量是__________。

②判斷L1、L2的大小關系：L1_______L2，并簡述理由：______________。

Answer 1

【答案】SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI 2SO3（g）2SO2（g）+O2（g） △H== + 196kJmol-1 溫度 L1＜L2 SO3(g)分解是體積增大的反應，當溫度一定時，壓強增大，SO3質量分數增大。

【解析】

（1）根據圖中信息可知反應Ⅰ中反應物為SO2、H2O和I2，生成物為H2SO4和HI，根據氧化還原反應方程式的配平方法配平；

（2）根據反應Ⅱ和步驟ⅰ寫出步驟ⅱ的熱化學反應方程式為：2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196KJmol-1；

（3）①該反應正反應為吸熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，SO3的轉化率減小，故X代表的物理量為溫度；

②根據①可知L代表的物理量為壓強。SO3(g)分解是體積增大的反應，當溫度一定時，壓強增大，SO3質量分數增大，故L2>L1。

（1）根據圖中信息可知反應Ⅰ中反應物為SO2、H2O和I2，生成物為H2SO4和HI，故反應Ⅰ的化學方程式是SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI，故答案為：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。

（2）已知：①2H2SO4（l）═2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJmol-1②H2SO4（l）═SO3（g）+H2O（g）△H=+177kJmol-1，根據蓋斯定律①-2×②可得：2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol；故答案為：2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol。

（3）①該反應正反應為吸熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，SO3的轉化率減小，故X代表的物理量為溫度，故答案為：溫度。

②根據①可知L代表的物理量為壓強。SO3(g)分解是體積增大的反應，當溫度一定時，壓強增大，SO3質量分數增大，故L2>L1，故答案為：L2>L1；SO3(g)分解是體積增大的反應，當溫度一定時，壓強增大，SO3質量分數增大。