Question

19．硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：
ⅠSO₂+2H₂O+I₂=H₂SO₄+2HI
Ⅱ2HI?H₂+I₂（g）
Ⅲ2H₂SO₄=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(jìn)行
B．反應(yīng)Ⅰ中SO₂氧化性比HI強(qiáng)
C．循環(huán)過(guò)程需補(bǔ)充H₂O
D．循環(huán)過(guò)程產(chǎn)生1molO₂的同時(shí)產(chǎn)生1molH₂
（2）在一定條件下，體積不變的密閉容器中，能說(shuō)明反應(yīng)Ⅱ達(dá)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(qiáng)不變
（3）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(shí)間的變化如圖所示．
①0～2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（HI）=0.1mol/（L．min）．
②下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法正確的是C．
A．對(duì)任何化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，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(shí)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(lái)表示
C．在一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)的速率不再改變
D．增大反應(yīng)物的濃度、降低反應(yīng)的溫度都能增大反應(yīng)速率
③A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v_逆（H₂）小于B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_正（H₂）（填“大于”“小于”或“等于”）．

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(qiáng)；
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(shí)產(chǎn)生2molSO₂，由I可知2molSO₂生成4molHI，由Ⅱ可知4molHI分解生成2mol H₂；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)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(diǎn)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(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比推斷，該反應(yīng)在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中總壓強(qiáng)是不變化的；
（3）①由圖可知，2min內(nèi)H₂物質(zhì)的量的變化量，然后計(jì)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(jì)量數(shù)之比來(lái)解答；
②A、反應(yīng)速率與反應(yīng)現(xiàn)象沒(méi)有直接關(guān)系；
B、化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量來(lái)表示的；
C、在一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)的速率相等；
D、增大濃度能使反應(yīng)速率加快，降低反應(yīng)的溫度則減小反應(yīng)速率；
③B點(diǎn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)速率v_正（H₂）在減小，又A點(diǎn)為平衡點(diǎn)，逆反應(yīng)速率v_逆（H₂）=v_正（H₂），據(jù)此分析．

解答 解：（1）A．硫酸常溫下溫度，不易分解，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)中二氧化硫表現(xiàn)還原性，還原性比HI強(qiáng)，碘單質(zhì)氧化性大于二氧化硫，故B錯(cuò)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(bǔ)充水，故C正確；
D．由Ⅲ可知產(chǎn)生lmolO₂的同時(shí)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(guò)程中產(chǎn)生l mol O₂的同時(shí)產(chǎn)生2mol H₂，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；
（2）反應(yīng)Ⅱ?yàn)?HI?H₂+I₂
A．混合氣體的顏色不再變化，說(shuō)明物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)達(dá)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(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)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(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)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(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)速率之比，但不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相同，故D錯(cuò)誤；
E．反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強(qiáng)始終不變，容器中氣體壓強(qiáng)不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故E錯(cuò)誤．
故答案為：A；
（3）①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(jì)量數(shù)可知v（HI）=0.05mol/（L．min）×2=0.1mol/（L．min），
故答案為：0.1mol/（L．min）；
②A、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(cuò)誤；
B、化學(xué)反應(yīng)速率常用單位時(shí)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(lái)表示，故B錯(cuò)誤；
C、在一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)的速率相等，所以不再改變，故C正確；
D、增大濃度使活化分子數(shù)目增多則能使反應(yīng)速率加快，降低溫度使活化分子百分?jǐn)?shù)減小，則能使反應(yīng)速率減慢，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；
③B點(diǎn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)速率v_正（H₂）在減小，所以A點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_正（H₂）小于B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_正（H₂），又A點(diǎn)為平衡點(diǎn)，逆反應(yīng)速率v_逆（H₂）=v_正（H₂），即A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v_逆（H₂）小于B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_正（H₂），故答案為：小于．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了反應(yīng)方程式的分析及計(jì)算，反應(yīng)平衡圖象，化學(xué)平衡標(biāo)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(duì)于圖象，要看清圖象的含義、拐點(diǎn)、平衡點(diǎn)，結(jié)合平衡移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行判斷．