硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:

傻大黑粗2022-10-04 11:39:541条回答

硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
ⅠSO2+2H2O+I2═H2SO4+2HI
Ⅱ2HIH2+I2
Ⅲ2H2SO4═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H2Od.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示.
0~2min内的平均反应速率v(HI)=______.该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=______.
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,反应时溶液中水的电离平衡______移动(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的______,产生H2的速率将增大.
a.NaNO3 b.CuSO4c.Na2SO4d.NaHSO3
(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池.
已知2H2(g)+O2(g)═2H2O(I)△H=-572KJ.mol-1某氢氧燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为______.

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amaninbj 共回答了17个问题 | 采纳率88.2%
解题思路:(1)根据已知的反应来分析物质的性质,并利用氧化还原反应来分析氧化性的强弱,利用三个已知反应可得到分解水制氢气的反应来解答;
(2)由图可知,2min内H2物质的量的变化量,然后计算化学反应速率,再利用化学反应速率之比等于化学计量数之比来解答;利用三段法计算平衡时各物质的浓度,根据平衡常数的表达式来计算即可;利用浓度对化学平衡的影响来分析HI的平衡浓度、达到平衡的时间、平衡时H2的体积分数,但温度不变,平衡常数不变;
(3)根据氢离子浓度的变化来分析水的电离平衡移动,并利用原电池原理来分析反应速率加快的原因;
(4)根据热化学反应方程式计算生成1mol水放出的能量,再利用燃料电池释放228.8KJ电能来计算电池的能量转化率.

(1)因硫酸在常温下稳定,则反应Ⅲ常温下不发生,故a错;由反应Ⅰ可知,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>HI,即SO2的氧化性比HI的弱,故b错;
由反应Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ可得到2H2O═2H2+O2,则该循环中消耗水,需要及时补充水,故c正确;循环过程中产生1molO2的同时产生2molH2,故d错;故答案为:c;
(2)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[0.1mol/1L]=0.1mol/L,用氢气表示的化学反应速率为[0.1mol/L/2mim]=0.05mol/(L.min),
由反应中的化学计量数可知v(HI)为0.05mol/(L.min)×2=0.1mol/(L.min);
2HI(g)H2(g)+I2(g)
开始浓度 1molL 0 0
转化浓度 0.2mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
平衡浓度 0.8mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
则该温度下K1=
0.1mol/L×0.1mol/L
(0.8mol/L)2=[1/64],
又 2HI(g)H2(g)+I2(g)与H2(g)+I2(g)2HI(g)互为逆反应,则它们的化学平衡常数的乘积等于1,
即H2(g)+I2(g)2HI(g)的化学平衡常数K=[1
K1=64,
对该反应,当温度不变开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则温度不变,K不变,故a错;物质的量为原来的2倍,该反应是反应前后气体体积相等的反应,
则反应体系中各物质的浓度都是原来的2倍,故b正确;物质的量增大,则化学反应速率先增大的快,后随浓度的减小,速率增大的程度变小,故c错;
由反应方程式及原来的量与后来的量成正比,则这两种情况下建立的平衡为等效平衡,即平衡时H2的体积分数相同,故d错;
故答案为:0.1mol/L.min;64;b;
(3)由水的电离平衡为H2O⇌H++OH-,则硫酸电离出的c(H+)对水的电离起抑制作用,当Zn消耗了H+,c(H+)减小,水的电离平衡向右移动;若加入NaNO3,溶液
具有硝酸的强氧化性,则不会生成氢气;加入NaHSO3会和H+反应,降低c(H+),则反应速率减慢;Na2SO4 的加入,离子不参与反应,则对化学反应速率无影响;
加入CuSO4 后,Zn与硫酸铜溶液反应置换出Cu,则构成原电池加快了化学反应速率,故答案为:向右;b;
(4)由2H2(g)+O2(g)═2H2O(I)△H=-572KJ.mol-1可知,生成1mol水时放出的热量为572KJ×
1/2]=286KJ,
则电池的能量转化率为为[228.8KJ/286KJ]×100%=80%,故答案为:80%.

点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;氧化性、还原性强弱的比较;化学电源新型电池;化学反应速率的概念;化学平衡移动原理.

考点点评: 本题较复杂,考查的知识点多,注重了基础知识和基本技能的训练,同时体现新课程改革的指导思想,明确氧化还原反应、平衡移动、电化学的知识点是解答本题的关键.

1年前

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Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ 2HI H2+I2
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(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.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
请问b哪里错了 我知道
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c.循环过程中需补充H2Od.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示.
0~2min内的平均反应速率v(HI)=______.该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=______.
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,反应时溶液中水的电离平衡______移动(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的______,产生H2的速率将增大.
a.NaNO3 b.CuSO4c.Na2SO4d.NaHSO3
(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池.
已知2H2(g)+O2(g)═2H2O(I)△H=-572KJ.mol-1某氢氧燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为______.
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解题思路:(1)根据已知的反应来分析物质的性质,并利用氧化还原反应来分析氧化性的强弱,利用三个已知反应可得到分解水制氢气的反应来解答;
(2)由图可知,2min内H2物质的量的变化量,然后计算化学反应速率,再利用化学反应速率之比等于化学计量数之比来解答;利用三段法计算平衡时各物质的浓度,根据平衡常数的表达式来计算即可;利用浓度对化学平衡的影响来分析HI的平衡浓度、达到平衡的时间、平衡时H2的体积分数,但温度不变,平衡常数不变;
(3)根据氢离子浓度的变化来分析水的电离平衡移动,并利用原电池原理来分析反应速率加快的原因;
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(1)因硫酸在常温下稳定,则反应Ⅲ常温下不发生,故a错;由反应Ⅰ可知,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>HI,即SO2的氧化性比HI的弱,故b错;
由反应Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ可得到2H2O═2H2+O2,则该循环中消耗水,需要及时补充水,故c正确;循环过程中产生1molO2的同时产生2molH2,故d错;故答案为:c;
(2)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[0.1mol/1L]=0.1mol/L,用氢气表示的化学反应速率为[0.1mol/L/2mim]=0.05mol/(L.min),
由反应中的化学计量数可知v(HI)为0.05mol/(L.min)×2=0.1mol/(L.min);
2HI(g)H2(g)+I2(g)
开始浓度 1molL 0 0
转化浓度 0.2mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
平衡浓度 0.8mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
则该温度下K1=
0.1mol/L×0.1mol/L
(0.8mol/L)2=[1/64],
又 2HI(g)H2(g)+I2(g)与H2(g)+I2(g)2HI(g)互为逆反应,则它们的化学平衡常数的乘积等于1,
即H2(g)+I2(g)2HI(g)的化学平衡常数K=[1
K1=64,
对该反应,当温度不变开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则温度不变,K不变,故a错;物质的量为原来的2倍,该反应是反应前后气体体积相等的反应,
则反应体系中各物质的浓度都是原来的2倍,故b正确;物质的量增大,则化学反应速率先增大的快,后随浓度的减小,速率增大的程度变小,故c错;
由反应方程式及原来的量与后来的量成正比,则这两种情况下建立的平衡为等效平衡,即平衡时H2的体积分数相同,故d错;
故答案为:0.1mol/L.min;64;b;
(3)由水的电离平衡为H2O⇌H++OH-,则硫酸电离出的c(H+)对水的电离起抑制作用,当Zn消耗了H+,c(H+)减小,水的电离平衡向右移动;若加入NaNO3,溶液
具有硝酸的强氧化性,则不会生成氢气;加入NaHSO3会和H+反应,降低c(H+),则反应速率减慢;Na2SO4 的加入,离子不参与反应,则对化学反应速率无影响;
加入CuSO4 后,Zn与硫酸铜溶液反应置换出Cu,则构成原电池加快了化学反应速率,故答案为:向右;b;
(4)由2H2(g)+O2(g)═2H2O(I)△H=-572KJ.mol-1可知,生成1mol水时放出的热量为572KJ×
1/2]=286KJ,
则电池的能量转化率为为[228.8KJ/286KJ]×100%=80%,故答案为:80%.

点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;氧化性、还原性强弱的比较;化学电源新型电池;化学反应速率的概念;化学平衡移动原理.

考点点评: 本题较复杂,考查的知识点多,注重了基础知识和基本技能的训练,同时体现新课程改革的指导思想,明确氧化还原反应、平衡移动、电化学的知识点是解答本题的关键.

硫一碘循环分解水制氢的主要反应如下:
硫一碘循环分解水制氢的主要反应如下:

(1)上述循环反应的总反应可以表示为____________________;反应过程中起催化作用的物质是__________(选填编号)。
a. b. c. d.HI
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应II, 的物质的量随时间的变化如图所示。0~2min内的平均反应速率 _________。

(3)对反应II,在相同温度和体积下,若开始加入的HI(g)的物质的量是原来的2倍,则以下_________也是原来的2倍(选填编号),
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡时间 d.平衡时 的体积分数
(4)实验室用锌和稀硫酸反应制取 ,反应时溶液中水的电离平衡______移动(选填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的_____(选填编号),产生 的速率将增大。
a. b. c. d.
wudoo1年前1
红木沙发 共回答了18个问题 | 采纳率77.8%
(1)2H 2 O = 2H 2 ↑+ O 2 ↑(1分);a b (2分漏选得1分)
(2)0.05mol/(L•min) (2分)
(3)b (2分)
(4)向右 (1分),b (1分)

2010山东省理综2816、硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI Ⅱ
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16、硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ 2HI H2+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.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示.
2 min内的平均反应速率v(HI)= .该温度下,H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K= .
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,反应时溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或者“不”);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
(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池.
已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(I) △H=-572KJ.mol-1
某氢氧燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为 .
请问为什么(1)中A为什么错了,请问(3)的第二空是如何判断的
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(1)c 由于硫酸很稳定,所以反应 Ⅲ最难进行.需要很高的热能,也就是说在较高温度下才能进行;
(2)0.1mol•L-1•min-1;64;b
(3)向右;b 锌能和硫酸铜反应产生少量的铜,锌、铜、稀硫酸形成原电池,使反应加快
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Ⅰ.SO2+2H2O+I2═H2SO4+2HI
Ⅱ.2HI⇌H2+I2
Ⅲ.2H2SO4═2SO2+O2+2H2O
(1)整个过程中SO2、I2的作用是______.
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,生成的
I2为气体,H2物质的量随时间的变化如图所示.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
已知有关键能数据:I2-151kJ/mol、H2-436kJ/mol、HI-298kJ/mol,则分解0.2molHI时的能量变化是______ (填“吸收”或“放出”)______kJ的热量.
(3)实验室用Zn和硫酸制取H2,为了加快反应速率,下列措施不可行的是(填序号)______.
a.加入浓硝酸b.加入少量CuSO4固体c.用粗锌代替纯锌d.加热e.把锌粒制成锌粉 f.用98.3%浓硫酸.
烦NO烦1年前1
heilang888 共回答了24个问题 | 采纳率100%
解题思路:(1)根据SO2、I2在反应前后的质量分析;
(2)由图可知,2min内H2物质的量的变化量,然后计算化学反应速率,再利用化学反应速率之比等于化学计量数之比来解答;根据化学平衡状态分析;根据反应热计算;
(3)根据影响化学反应速率的因素分析.

(1)SO2、I2在反应前后质量和性质不变,故答案为:催化剂;
(2)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0.1mol/L,用氢气表示的化学反应速率为[0.1mol/L/2min]=0.05mol/(L.min),由反应中的化学计量数可知v(HI)为0.05mol/(L.min)×2=0.1mol/(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;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:
9kJ/mol
2×0.2mol=0.9kJ,故答案为:0.1mol/L.min;④⑤;吸收;0.9;
(3)加入浓硝酸、用98.3%浓硫酸,溶液具有强氧化性,则不会生成氢气;加热、粗锌代替纯锌、把锌粒制成锌粉,都能加快反应速率;加入CuSO4 后,Zn与硫酸铜溶液反应置换出Cu,则构成原电池加快了化学反应速率,故答案为:a、f.

点评:
本题考点: 化学平衡状态的判断;反应热和焓变;化学反应速率的影响因素.

考点点评: 本题较复杂,考查的知识点多,注重了基础知识和基本技能的训练,同时体现新课程改革的指导思想,明确化学反应速率及其影响因素、平衡状态的特点、电化学的知识点是解答本题的关键.