Question

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

①0～2 min內的平均反應速率v(HI)=          。
②相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質的量是原來的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，所以應不斷補充水，產生2 mol H₂時，生成1 mol O₂，c對、d錯；硫酸常溫不分解，a錯；反應Ⅰ中SO₂為還原劑，HI為還原產物，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為反應前后氣體體積不變的反應，在恒容容器中發(fā)生反應，HI的物質的量增加為原來的2倍，平衡不移動，但是反應速率加快，反應時間縮短，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Zn＋2H^＋=Zn^2＋＋H₂↑可知，增大反應速率，只要增大H^＋濃度即可，NaHSO₃與H^＋反應，H^＋濃度減小，反應速率減��；Na₂SO₄對反應速率沒影響；NaNO₃與H^＋結合會生成HNO₃，反應不產生H₂；只有CuSO₄合適，Zn＋Cu^2＋=Cu＋Zn²⁺，Zn與生成的Cu形成原電池，反應速率加快。