氢能是一种极具发展潜力的清洁能源．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法．其反应过程如图1所示：（1）写出反应I、II的化学方程式（不必写反应条件

Question

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法．其反应过程如图1所示：

（1）写出反应I、II的化学方程式（不必写反应条件）：
I、___；II___；III、2HI⇌H₂+I₂
（2）整个过程中起到了催化作用的物质是___（写化学式）．
（3）一定温度下，向2L密闭容器中加入1molHI（g），发生反应III，生成的I₂为气体，H₂物质的量随时间的变化如图2所示．则0-2min内的平均反应速率v（HI）=___，___
能作为该反应达到平衡状态判断依据的是___
①n（H₂）=n（I₂）
②压强不再变化
③气体密度不再变化
④2个H-I断裂的同时，有1个H-H断裂
⑤各组分浓度保持不变
⑥c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1
（4）已知有关键能数据：I₂-151kJ/mol、H₂-436kJ/mol、HI-298kJ/mol，则当有0.2molHI分解时的能量变化是___（填“吸收”或“放出”）___kJ的热量．

Answer 1

（1）由图可知，反应I为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI，该反应为SO₂+2H₂O+I₂=H₂SO₄+2HI，反应II为硫酸分解，该反应为2H₂SO₄=2SO₂+O₂+2H₂O，
故答案为：SO₂+2H₂O+I₂=H₂SO₄+2HI；2H₂SO₄=2SO₂+O₂+2H₂O；
（2）Ⅰ．SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HIⅡ.2H₂SO₄═2SO₂+O₂+2H₂OⅢ.2HI⇌H₂+I₂
SO₂、I₂在反应前后质量和性质不变，起到了催化作用，
故答案为：SO₂、I₂；
（3）由图可知2min内氢气的物质的量增加了0.1mol，则氢气的浓度为0.05mol/L，用氢气表示的化学反应速率为(0.05mol/L)/(2min)=0.025mol/（L．min），由反应中的化学计量数可知v（HI）为0.025mol/（L．min）×2=0.05mol/（L．min）；
①n（H₂）=n（I₂），没有明确反应方向，不变判断反应是否平衡；
②压强自始至终不再变化，不能判断平衡；
③气体自始至终密度不再变化，不能判断平衡；
④2个H-I断裂的同时，有1个H-H断裂，正逆反应速率相等，能判断反应是否平衡；
⑤各组分浓度保持不变是判断平衡的标志；
⑥c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1，没有明确反应方向，不变判断反应是否平衡；
故答案为：0.05mol/L．min；④⑤；
（4）根据题目中的数据，可知HI分解的反应热：△H=+298kJ/mol×2-151kJ/mol-436kJ/mol=+9kJ/mol；则分解0.2molHI需要吸收：0.1×9kJ/mol=0.9kJ，
故答案为：吸收；0.9．