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↑+2H2O(1)分析上述反应，下列判断

Question

硫 - 碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：

Ⅰ .SO 2 +2H 2 O+I 2 =H 2 SO 4 +2HI

Ⅱ .2HI H 2 ↑ +I 2

Ⅲ .2H 2 SO 4 =2SO 2 +O 2 ↑ +2H 2 O

(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 SO 2 氧化性比 HI 强

c. 循环过程中需补充 H 2 O

d. 循环过程中产生 1 mol O 2 的同时产生 1 mol H 2

(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， H 2 的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 H 2 的体积分数

(3) 实验室用 Zn 和稀硫酸制取 H 2 ，若加入少量下列固体试剂中的 ，产生 H 2 的速率将增大。

a.NaNO 3 b.CuSO 4 c .Na 2 SO 4 d.NaHSO 3

 

Answer 1

(1)c (2)①0.1 mol·L－1·min－1 ②a (3)b
(1)根据题意可知，因为是分解水制取H2的反应，所以应不断补充水，产生2 mol H2时，生成1 mol O2，c对、d错；硫酸常温不分解，a错；反应Ⅰ中SO2为还原剂，HI为还原产物，还原性SO2>HI，b错。(2)①2 min时H2的平衡浓度为0.1 mol·L－1，H2的平均反应速率为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为反应前后气体体积不变的反应，在恒容容器中发生反应，HI的物质的量增加为原来的2倍，平衡不移动，但是反应速率加快，反应时间缩短，达到平衡时各组分浓度为原来的2倍，而体积分数不变。(3)根据反应Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑可知，增大反应速率，只要增大H＋浓度即可，NaHSO3与H＋反应，H＋浓度减小，反应速率减小；Na2SO4对反应速率没影响；NaNO3与H＋结合会生成HNO3，反应不产生H2；只有CuSO4合适，Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2+，Zn与生成的Cu形成原电池，反应速率加快。