Question

5．硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：
Ⅰ、SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI[．C
Ⅱ、2HI?H₂+I₂
Ⅲ、2H₂SO₄═2SO₂+O₂+2H₂O
（1）分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是c
a．反應(yīng)III易在常溫下進行　　　　　　　　
b．反應(yīng)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(chǎn)生1molO₂的同時產(chǎn)生1molH₂
（2）一定溫度下，向1L密閉容器中加入1molHI（g），發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，H₂物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示．
0-2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（HI）=0.1mol/（L•min）；
（3）下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是D．
A．對任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯
B．化學(xué)反應(yīng)速率常用單位時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物物質(zhì)的量的減小或生成物物質(zhì)的量的增加來表示
C．可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)的速率都為0
D．增大反應(yīng)物的濃度、提高反應(yīng)溫度都能增大反應(yīng)速率
（4）在一定條件下、1L的密閉容器中，能說明反應(yīng)Ⅱ達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是A．
A．混合氣體的顏色不再變化
B．混合氣體的密度不再改變
C．反應(yīng)混合物中各組分物質(zhì)的濃度相等
D．H₂、HI、I₂三種物質(zhì)的反應(yīng)速率之比為1：2：1
E．容器中氣體壓強不變．

Answer 1

分析 （1）a．硫酸常溫下，不易分解；
b．反應(yīng)中二氧化硫表現(xiàn)還原性，氧化性比HI強；
c．1molSO₂消耗2molH₂O生成1molH₂SO₄，1molH₂SO₄分解生成1molSO₂與1molH₂O；
d．由Ⅲ可知產(chǎn)生lmolO₂的同時產(chǎn)生2molSO₂，由I可知2molSO₂生成4molHI，由Ⅱ可知4molHI分解生成2mol H₂；
（2）由圖可知，2min內(nèi)H₂物質(zhì)的量的變化量，然后計算化學(xué)反應(yīng)速率，再利用化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比來解答；
（3）A、反應(yīng)速率與反應(yīng)現(xiàn)象沒有直接關(guān)系；B、化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時間內(nèi)濃度的變化量來表示的；
C、化學(xué)平衡為動態(tài)平衡；
D、增大濃度、升高溫度等能使反應(yīng)速率加快；
（4）可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，一定滿足正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化；該反應(yīng)的特點為：一是可逆反應(yīng)；二是反應(yīng)前后氣體體積不相等；根據(jù)氣體壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比推斷，該反應(yīng)在整個反應(yīng)過程中總壓強是不變化的．

解答 解：（1）a．硫酸常溫下溫度，不易分解，故a錯誤；
b．反應(yīng)中二氧化硫表現(xiàn)還原性，還原性比HI強，碘單質(zhì)氧化性大于二氧化硫，故b錯誤；
c．1molSO₂消耗2molH₂O生成1molH₂SO₄，1molH₂SO₄分解生成1molSO₂與1molH₂O，循環(huán)中水的量減少，故應(yīng)補充水，故c正確；
d．由Ⅲ可知產(chǎn)生lmolO₂的同時產(chǎn)生2molSO₂，由I可知2molSO₂生成4molHI，由Ⅱ可知4molHI分解生成2mol H₂，即循環(huán)過程中產(chǎn)生l mol O₂的同時產(chǎn)生2mol H₂，故d錯誤；
故答案為：c；
（2）由圖可知2min內(nèi)氫氣的物質(zhì)的量增加了0.1mol，則氫氣的濃度為$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L，用氫氣表示的化學(xué)反應(yīng)速率為$\frac{0.1mol/L}{2min}$=0.05mol/（L．min），
由反應(yīng)中的化學(xué)計量數(shù)可知v（HI）=0.05mol/（L．min）×2=0.1mol/（L．min），
故答案為：0.1mol/（L．min）；
（3）A、反應(yīng)速率快的現(xiàn)象不一定明顯，如NaOH與HCl的反應(yīng)，反應(yīng)速率慢的現(xiàn)象可能明顯，如鐵生銹，故A錯誤；B、化學(xué)反應(yīng)速率常用單位時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物物質(zhì)的量濃度的減小或生成物物質(zhì)的量濃度的增加來表示，故B錯誤；
C、因化學(xué)平衡為動態(tài)平衡，在平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等，但不為0，故C錯誤；
D、增大濃度使活化分子數(shù)目增多、升高溫度使活化分子百分數(shù)增大，則都能使反應(yīng)速率加快，故D正確；
故答案為：D．
（4）反應(yīng)Ⅱ為2HI?H₂+I₂
A．混合氣體的顏色不再變化，說明物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和體積不變，混合氣體的密度始終不改變，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．物質(zhì)濃度和起始量、變化量有關(guān)，反應(yīng)混合物中各組分物質(zhì)的濃度相等不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．H₂、HI、I₂三種物質(zhì)的反應(yīng)速率之比為1：2：1，只能說明該反應(yīng)的正反應(yīng)速率之比，但不能說明正逆反應(yīng)速率相同，故D錯誤；
E．反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強始終不變，容器中氣體壓強不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故E錯誤．
故答案為：A．

點評 本題主要考查了反應(yīng)方程式的分析及計算，反應(yīng)平衡圖象，化學(xué)平衡標志、化學(xué)平衡和反應(yīng)速率影響因素的分析應(yīng)用，難度中等．對于圖象，要看清圖象的含義、拐點、平衡點，結(jié)合平衡移動規(guī)律進行判斷．