Question

制備氫氣可利用碘硫熱化學循環(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）上述熱化學循環(huán)制氫要消耗大量的能量，從綠色化學角度，能量供應的方案是

 

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

 

；升溫時平衡常數(shù)K

 

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

 

、

 

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

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡常數(shù)的含義,離子濃度大小的比較

專題：

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

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、風能、核能及生物質能等作為能源，
故答案為：用廉價的清潔能源供給能量（用太陽能、風能、核能及生物質能等作為能源）；
（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，該反應向正反應方向移動，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SO₂+I₂+2H₂O=3H⁺+HSO₄^-+2I^-，I^-+I₂?I₃^-，反應中越來越多的離子為I₃^-，反應過程中氫離子始終不變，
故答案為：H⁺、I₃^-；
②由氧化還原反應得失電子守恒，則濃硫酸與HI發(fā)生反應生成硫和碘的化學方程式為：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用，平衡常數(shù)的表達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．