Question

【題目】將水分解制得氫氣的一種工業(yè)方法是“硫﹣碘循環(huán)法”，依次涉及下列三步反應(yīng)：

I．SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI

II．2HI(g)H2(g)+I2(g)

III．2H2SO4=2SO2+O2+2H2O

（1）一定溫度下，向5L恒容密閉容器中加入1molHI，發(fā)生反應(yīng)II，H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。0～2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)=___。相同溫度下，若起始加入的HI改為2mol，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)H2的量為___mol。

（2）分析上述反應(yīng)，下列判斷錯(cuò)誤的是___（填寫選項(xiàng)編號(hào)，只有一個(gè)正確選項(xiàng)）。

a．三步反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)

b．循環(huán)過程中產(chǎn)生1molH2，同時(shí)產(chǎn)生1molO2

c．在整個(gè)分解水的過程中SO2和I2相當(dāng)于催化劑

Answer 1

【答案】0.02moL/（Lmin） 0.2 b

【解析】

（1）由圖可知，平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)方程式計(jì)算參加反應(yīng)的HI的物質(zhì)的量，可計(jì)算v(HI)；恒溫恒容條件下，若起始加入的HI改為2mol，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)H2的量為原平衡的2倍；
（2）總反應(yīng)為2H2O2H2+O2，整個(gè)分解水的過程中SO2和I2相當(dāng)于催化劑。

（1）方程式為2HI（g）H2（g）+I2（g），平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol，則消耗0.2molHI，0～2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)==0.02moL/（Lmin）；恒溫恒容條件下，若起始加入的HI改為2mol，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)H2的量為原平衡的2倍，應(yīng)為0.2mol；

故答案為：0.02moL/（Lmin）；0.2；

（2）a．三步反應(yīng)都涉及到單質(zhì)，存在元素化合價(jià)的變化，均為氧化還原反應(yīng)，a項(xiàng)正確；

b．總反應(yīng)為2H2O2H2+O2，循環(huán)過程中產(chǎn)生1molH2，同時(shí)產(chǎn)生0.5molO2；b項(xiàng)錯(cuò)誤；

c．將Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ×可得H2OH2+O2，在整個(gè)分解水的過程中SO2和I2相當(dāng)于催化劑，c項(xiàng)正確；

故答案為：b。