利用太阳能热化学硫碘循环分解水制氢反应过程如下图所示：(1) 反应Ⅱ中涉及的热化学方程式为...

利用太阳能热化学硫碘循环分解水制氢反应过程如下图所示：

(1) 反应Ⅱ中涉及的热化学方程式为：

①H2SO4(l)=SO3(g)＋H2O(g)　　 ΔH＝＋177.3 kJ·mol－1

②2SO3(g) = 2SO2(g)＋O2(g)　　 ΔH＝a kJ·mol－1

③2H2SO4(l)=2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　　 ΔH＝＋550.2 kJ·mol－1则 a＝　 　　　　 　　 ；

(2)反应Ⅰ得到的产物可用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I2的H2SO4溶液层和高浓度的I2的HI溶液层。

①区分两层溶液可加入的试剂为　　 　　　　 　　 (填化学式)。

②下列说法正确的是　　 　　　　 　　 (填序号)。

A. SO2在反应Ⅰ中作氧化剂

B. 加过量I2前，H2SO4溶液和HI不互溶

C. 两层溶液的密度存在差异

D. I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

(3)用氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)作催化剂，利用太阳能热化学循环分解H2O也可制H2，其物质转化如右图所示。

①氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)与水反应的化学方程式为　　　 　　　　　　 。

②若x＝0.15，则1 mol CuFe2O4参与该循环过程理论上一次能制得标准状况下的H2体积为　　　 　　　 　 L。

③CuFe2O4可用电化学方法得到，其原理如图所示，则阳极的电极反应式为　　 　　　　　　 　 。

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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Ⅰ的化学方程式是______________________________________

(2)已知反应Ⅱ：2H2SO4(l)＝2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　　 △H＝＋550 kJ·mol－1

它由两步反应组成：i．H2SO4(l)＝SO3(g)＋H2O(g)　　　 △H＝＋177 kJ·mol－1

ii．SO3(g)分解。

则SO3(g)分解的热化学方程式为____________________。

(3)L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度其中之一。如图表示L一定时，ii中SO3(g)的质量分数随X的变化关系。

①X代表的物理量是__________。

②判断L1、L2的大小关系：L1_______L2，并简述理由：______________。

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（6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：

反应Ⅱ：2H2SO4(l)＝2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　　　 　　 △H＝＋550 kJ·mol－1

它由两步反应组成：i．H2SO4(l)＝SO3(g)＋H2O(g)　　　 △H＝＋177 kJ·mol－1

ii．SO3(g)分解。

L（L1、L2）、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时，ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是　 　　　　 　　　　　 。

②判断L1、L2的大小关系，L1　 　　　　 L2

并简述理由：　　　　　　　 。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

(1)热分解法制氢。某温度，H2O(g) H2(g)+1/2O2(g)。该反应平衡常数表达式K=_____

(2)热化学循环制氢。制备H2的反应步骤如下：

①Br2(g) + CaO(s) = CaBr2(s) + 1/2O2(g)　　　　　　　　　 ΔH=－73 kJ·mol-1

②3FeBr2(s) + 4H2O(g) = Fe3O4(s) + 6HBr(g) + H2(g)　　 ΔH=+384 kJ·mol-1

③CaBr2(s) + H2O (g) = CaO(s) + 2HBr(g)　　　　　　　　 ΔH=+212 kJ·mol-1

④Fe3O4(s)+8 HBr(g) = Br2(g) + 3FeBr2(s) + 4H2O(g)　　 ΔH=－274 kJ·mol-1

则 H2O(g) H2(g)+1/2O2(g)　　 ΔH =_________kJ·mol－1。

(3)光电化学分解制氢，钛酸锶光电极:4OH-－4e- O2+2H2O，则铂电极的电极反应为_______。

(4)水煤气法制氢。CO(g) + H2O(g) CO2(g)+ H2(g)　 ΔH <0，在850℃时，K=1。

① 若升高温度到950℃时，达到平衡时K_________1(填“＞”、“＜”或 “＝”)。

② 850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2 和x　 mol H2，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_________。

(5)甲烷制氢。将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O (g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应：CH4(g) + H2O (g)＝CO (g) + 3H2(g)。测得达到平衡所需的时间为5 min，CH4的平衡转化率为50%，则用H2表示该反应的平均反应速率为_____。

(6)LiBH4具有非常高的储氢能力，分解时生成氢化锂和两种非金属单质。该反应的化学方程式为_____。

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中国化学家研究出一种新型复合光催化剂（C3N4/CQDs），能利用太阳光高效分解水，原理如下图所示。下列说法不正确的是

A. 通过该催化反应，实现了太阳能向化学能的转化

B. 反应I中涉及到非极性键的断裂和极性键的形成

C. 反应II为：2H2O2 2H2O + O2↑

D. 总反应为：2H2O2H2↑+ O2↑

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下列说法正确的是

A. 反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)为放热反应，则△H＜0，△S＞0

B. 地下钢铁管道用导线连接铜块可以减缓管道的腐蚀

C. 利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学

D. 常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023

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近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如下：

（1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)　　 △H1=+551kJ•mol-1

反应Ⅲ：S(g)+O2(g)=SO2(g)　 △H3=-297  kJ•mol-1

反应Ⅱ的热化学方程式：____________________。

（2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如右图所示，p2______p1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是__________。

（3）I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下，将ii补充完整

i．SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O

ii．I2+2H2O+______=______+______+2I-

（4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象，（已知：I2易溶解在KI溶液中）

① B是A的对比实验，则a=______。

②比较A、B、C，可得出的结论是______。

③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A．结合i，ii反应速率解释原因：______。

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近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

（1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)　 ΔH1=+551 kJ·mol－1

反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g)　 ΔH3=－297 kJ·mol－1

反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________。

（2）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。

i．SO2+4I－+4H+=S↓+2I2+2H2O

ii．I2+2H2O+_________=_________+_______+2 I－_____________

（3）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中）

①B是A的对比实验，则a=__________。

②比较A、B、C，可得出的结论是______________________。

③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：________________。

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近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

（1）反应Ⅰ：2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）　　 ΔH=+550 kJ·mol-1

它由两步反应组成：i. H2SO4（l）=SO3（g）+H2O（g）　　　 ΔH=+177 kJ·mol-1　　 ii. SO3（g）分解。

L（L1、L2）、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时，ii中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。

① X代表的物理量是_____________________。

② 判断L1、L2的大小关系是______________。

（2）反应Ⅱ：I－可以作为催化剂，可能的催化过程如下。

i. SO2+4I－+4H+=S↓+2I2+2H2O； ii. I2+2H2O+ SO2= SO42－+4H++2I－；

探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中）

① B是A的对比实验，则a=__________。

② 比较A、B、C，可得出的结论是_______________________________。

③ 实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：___________。

（3）在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32-）:n（HSO3－）变化关系如下表：

当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：

① 上表判断NaHSO3溶液显__________性，用化学平衡原理解释：_____________。　

② HSO3－在阳极放电的电极反应式是______，当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理________。

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