（7分）硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：Ⅰ. SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HIⅡ. 2HIH2＋I2Ⅲ. 2H2SO4===2SO2＋O2＋

题型：不详难度：来源：

（7分）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物质的量随时间的变化如图所示。

① 0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝________________
② 该温度下，H₂(g)＋I₂(g) 2HI(g)的平衡常数K＝__________________
③ 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．平衡常数                 b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间           d．平衡时H₂的体积分数
(3) 实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，反应时若加入少量下列试剂中的____________产生H₂的速率将增大。
a．NaNO₃         b．CuSO₄          c．Na₂SO₄          d．NaHSO₃

答案

（1）C(1分)（2）①0.1mol/(L.min)（2分） ②64 （2分） ③b （1分）（3）b（1分）

解析

试题分析：（1）H₂SO₄在常温下，很稳定不易分解，这是常识，所以a是错误的；反应Ⅰ中SO₂是还原剂，HI是还原产物，因此还原性SO₂＞HI，所以b不正确；将Ⅰ和Ⅱ分别乘以2和Ⅲ相加得：2H₂O==2H₂+O₂，所以c正确，d是错误的，答案选c。
（2）①因为 υ (H₂)="0." 1mol/1L/2min="0.05" mol·L^-1·min^-1，所以根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，υ (HI)="2" υ (H₂)="0.1" mol·L^-1·min^-1。
②              2HI(g)==H₂(g)+I₂(g)
2     1     1
起始浓度/mol·L^－1   1     0     0
变化浓度/mol·L^－1： 0.2   0.1   0.1
平衡浓度/mol·L^－1： 0.8   0.1   0.1
所以该可逆反应的平衡常数K==64mol/L。
③如果开始时加入HI的量是用来的2倍，则建立的平衡状态和原平衡状态相比是等比破坏，因此HI、H₂、I₂的物质的量、平衡浓度都是原来的两倍；但铬组分的百分含量、体积分数、平衡常数都是不变的。由于开始时的浓度增大了，反应速率加快，达平衡的时间不可能是原来的两倍，所以答案选b。
（3）水是弱电解质，存在电离平衡H₂O=H^＋＋OH^－，硫酸电离出的氢离子对水的电离是抑制作用，当锌消耗了氢离子后，氢离子浓度降低，促进水的电离；如果加入硝酸钠，则溶液洗相当于是硝酸溶液，此时不再生成氢气；加入的亚硫酸氢钠会和氢离子反应，降低氢离子浓度，反应速率降低；硫酸钠的加入对反应速率是无影响的；加入硫酸铜后，锌与置换出的Cu构成原电池，加快了反应速率，所以答案选b。
点评：该题是2010年山东卷28题，在能力方面考查了“能够将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法解决简单化学问题的能力”、“能够将分析解决问题的过程和成果用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并作出解释的能力”。试题设置了考生比较陌生的情景——“硫——碘循环分解水制氢”，对考生的心理素质要求较高。