Question

制備氫氣可利用碘硫熱化學(xué)循環(huán)法，其原理示意圖如圖1

（1）已知：2SO₃（g）?2SO₂ （g）+O₂ （g）△H₁
H₂SO₄（l）?SO₃（g）+H₂O（l）△H₂
2H₂SO₄（l）?2SO₂ （g）+O₂（g）+2H₂O（l）△H₃
則△H₃=

 

 （用△H₁和△H₂表示）
（2）上述熱化學(xué)循環(huán)制氫要消耗大量的能量，從綠色化學(xué)角度，能量供應(yīng)的方案是

 

．
（3）碘化氫熱分解反應(yīng)為：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）△H＞0．則該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

；升溫時平衡常數(shù)K

 

（選填“增大”或“減小”）
（4）本生（Bunsen）反應(yīng)中SO₂和I₂及H₂O發(fā)生反應(yīng)為：SO₂+I₂+2H₂O=3H⁺+HSO₄^─+2I^─；     I^─+I₂?I₃^─．
①當(dāng)起始時，SO₂為1mol，水為16mol，溶液中各離子變化關(guān)系如下圖，圖中a、b分別表示的離子是

 

、

 

．
②在水相中進(jìn)行本生反應(yīng)必須使水和碘顯著過量，但易引起副反應(yīng)將反應(yīng)器堵塞．寫出濃硫酸與HI發(fā)生反應(yīng)生成硫和碘的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,離子濃度大小的比較

專題：

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計算；
（2）從能源角度考慮，用太陽能、風(fēng)能、核能及生物質(zhì)能等作為能源；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式等于生成物濃度的冪次方之積比上反應(yīng)物濃度的冪次方之積書寫；
由圖象，升高溫度，氫氣增大，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)增大；
（4）①根據(jù)圖象b為從零越來越大的離子，a為不變的離子，結(jié)合反應(yīng)過程分析判斷；
②根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒書寫濃硫酸與HI發(fā)生反應(yīng)生成硫和碘的化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）已知：①2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）△H₁
②H₂SO₄（l）?SO₃（g）+H₂O（l）△H₂
則①+②×2得，2H₂SO₄（l）?2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（l）△H₃=△H₁+2△H₂．
故答案為：△H₁+2△H₂；
（2）從能源角度考慮，用太陽能、風(fēng)能、核能及生物質(zhì)能等作為能源，
故答案為：用廉價的清潔能源供給能量（用太陽能、風(fēng)能、核能及生物質(zhì)能等作為能源）；
（3）由2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），故K=

c(H2)c(I2)

c2(HI)

，由圖象，升高溫度，氫氣增大，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)增大，
故答案為：

c(H2)c(I2)

c2(HI)

；增大；
（4）①由圖象b為從零越來越大的離子，則根據(jù)SO₂+I₂+2H₂O=3H⁺+HSO₄^-+2I^-，I^-+I₂?I₃^-，反應(yīng)中越來越多的離子為I₃^-，反應(yīng)過程中氫離子始終不變，
故答案為：H⁺、I₃^-；
②由氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，則濃硫酸與HI發(fā)生反應(yīng)生成硫和碘的化學(xué)方程式為：6HI+H₂SO₄（濃）=3I₂↓+S↓+4H₂O；
故答案為：6HI+H₂SO₄（濃）=3I₂↓+S↓+4H₂O；

點評：本題主要考查了蓋斯定律的應(yīng)用，平衡常數(shù)的表達(dá)式及其判斷以及電解池的原理，難度不大，注意方程式的書寫．