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氢能是一种极具发展潜力的清洁……答案(2015高考北京)           ★★★
氢能是一种极具发展潜力的清洁……答案(2015高考北京)
作者:佚名 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2015-07-03 11:12:45

26.(12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:

  

1)反应的化学方程式是           

2)反应得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2H2SO4层和高浓度的I2HI层。

根据上述事实,下列说法正确的是            (选填序号)。

a.两层溶液的密度存在差异

b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶

cI2HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

辨别两层溶液的方法是            

经检测,H2SO4层中c(H+)c(SO42-)=2.061。其比值大于2的原因是           

3)反应2H2SO4l=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)  H=+550kJ/mol[

     它由两步反应组成:iH2SO4l=SO3(g) +H2O(g)  H=+177kJ/mol

                      iiSO3(g)分解。

LL1L2),X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时,iiSO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

  

①X代表的物理量是                 

判断L1L2的大小关系,并简述理由:                 

【考点】1.方程式配平;2.离子鉴别;3.平衡图像分析

【难度】中等

【答案】

1SO2 + 2H2O + I2 = H2SO4 + 2HI

2)①ac

②取上层溶液于试管中,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则上层溶液为含低浓度I2H2SO4溶液,若无明显现象,则上层为含高浓度I2HI层。(其它合理答案亦可)

③碘单质可与水发生反应 I2 + H2O HI +HIOc(H+)增大,使溶液中c(H+):c(SO42-)的比值大于2 

3)①压强

L2>L1  L代表温度对SO3的平衡转化率的影响,反应ⅱ为吸热反应,温度升高SO3

转化率增大

 【解析】

 

H2SO4溶液中溶有低浓度的碘,碘单质可与水发生反应  I2 + H2O HI +HIO c(H+)增大,使溶液中c(H+):c(SO42-)的比值大于2 

(3) 根据反应Ⅱ和步骤ⅰ写出步骤ⅱ的热化学反应方程式为:2SO3g= 2SO2g+O2g)△H=+196KJ∙mol-1

①该反应正反应为气体体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动,SO3的转化率减小,故X代表的物理量为压强。

②根据①可知L代表的物理量为温度。该反应的正反应为吸热反应,相同压强时,温度升高,平衡正向移动,SO3的转化率增大,故L2>L1



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