硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：Ⅰ．SO2+2H2O+I2═H2SO4+2HIⅡ．2HI═H2+I2Ⅲ．2H2SO4═2SO2+O2+2H2O（1）分析上述反应，下列判断不正确的是（填编号）．a．反应Ⅲ易在常温下进行；

Question

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，下列判断不正确的是______（填编号）．
a．反应Ⅲ易在常温下进行；   b．反应I中SO₂的还原性比HI强
c．循环过程中需补充H₂O；    d．循环过程产生1mol O₂的同时产生2mol H₂
（2）下列可以证明2HI═H₂+I₂（g）已达平衡状态的是______（填编号）．
a．一个H-H 键断裂的同时有2个H-I键断裂
b．HI的体积分数与I₂ 的体积分数相等
c．温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再变化
d．温度和体积一定时，容器内的压强不再变化
（3）某温度下，向2L的密闭容器中，加入1mol HI（g），发生反应Ⅱ，H₂物质的量随时间的变化关系如图所示．0～2min内的平均反应速率v（I₂）=______．该温度下，H₂（g）+I₂（g）⇌2HI（g）的平衡常数K=______．
（4）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，为了减缓反应的速率，向稀硫酸中加入了少量CH₃COONa固体，反应时溶液中水的电离平衡______移动（填“向右”、“向左”或“不”），加入了CH₃COONa囤体对制取H₂的量______影响（填“有”或“无”）．
（5）以H₂为燃料可制作氢氧燃料电池．已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572KJ•mol^-1 若以KOH溶液为电解质溶液，该燃料电池的负极反应式为______，正极反应式为______，若该燃料电池释放214.5kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为______．

Answer 1

（1）a．硫酸常温下温度，不易分解，故a错误；
b．反应中二氧化硫表现还原性，还原性比HI强，故b正确；
c．1molSO₂消耗2molH₂O生成1molH₂SO₄，1molH₂SO₄分解生成1molSO₂与1molH₂O，循环中水的量减少，故应补充水，故c正确；
d．由Ⅲ可知产生lmolO₂的同时产生2molSO₂，由I可知2molSO₂生成4molHI，由Ⅱ可知4molHI分解生成2mol H₂，即循环过程中产生l mol O₂的同时产生2mol H₂，故d正确；
故选：a；
（2）2HI═H₂+I₂（g）反应是气体体积不变的反应
a．一个H-H 键断裂的同时有2个I-H键断裂，说明正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故a正确；
b．HI的体积分数与I₂ 的体积分数相等，起始量，变化量有关，不能说明反应达到平衡状态，故b错误；
c．温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再变化是破坏标志，故c正确；
d．反应前后气体体积不变，温度和体积一定时，容器内的压强不再变化不能说明反应达到平衡状态，故d错误；
故答案为：ac；
（3）某温度下，向2L的密闭容器中，加入1mol HI（g），发生反应Ⅱ，H₂物质的量随时间的变化关系如图所示，计算去表示的反应速率V（H₂）=((0.2mol)/(2L))/(2min)=0.05mol/L•min，依据反应速率之比等于化学方程式计量数之比，0～2min内的平均反应速率v（I₂）=V（H₂）=0.05mol/L•min，
                 2HI（g）⇌H₂（g）+I₂（g）
起始量（mol/L）   0.5       0      0
变化量（mol/L）  0.2       0.1    0.1
平衡量（mol/L）  0.3       0.1    0.1
K=(0.1×0.1)/(0．32)；
该温度下，H₂（g）+I₂（g）⇌2HI（g）的平衡常数K是上述反应平衡常数的倒数=(0．32)/(0.1×0.1)=9，
故答案为：0.05mol/L•min，9；
（4）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，为了减缓反应的速率，向稀硫酸中加入了少量CH₃COONa固体，生成醋酸，氢离子浓度减小，反应时溶液中水的电离平衡向右移动，加入醋酸钠，硫酸反应生成醋酸弱电解质，减慢反应速率，氢离子物质的量不变，生成氢气量不变；
故答案为：向右，无；
（5）根据反应式可知H₂在反应中被氧化，O₂被还原，H₂应在负极发生反应，O₂在正极反应，燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H₂+O₂=2H₂O，电解质溶液呈碱性，则正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；负极的电极方程式为2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572KJ•mol^-1，若该燃料电池释放214.5kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率=(214.5KJ)/((572)/(2)KJ)×100%=75%
故答案为：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；75%；