Question

 氢能是一种绿色能源，一种目前成熟的方法是利用碘硫热化学循环制备氢气，其原理示意图如下。

（1）已知：SO₃(g) SO₂(g)+1/2O₂(g)  △H₁ =－98.3kJ·mol^－1

          H₂SO₄(l) SO₃(g) + H₂O(l)  △H₂ =－130.4 kJ·mol^－1

          2H₂SO₄(l)  2SO₂(g)+ O₂(g)+ 2H₂O(l)  △H₃

      则△H₃=            kJ·mol^－1 。

（2）上述热化学循环制氢要消耗大量的能量，从能源角度考虑，可采用的解决方案是

                                                                         。

（3）碘化氢热分解反应为：2HI(g)H₂(g) + I₂(g)，分解曲线如图20—1，分解反应平衡常数表达式为：K=                ；升高温度时平衡常数K            （选填：“增大”或“减小”）。

（4）本生（Bunsen）反应中SO₂和I₂及H₂O发生的反应为：SO₂+I₂+2H₂O=3H⁺+HSO₄^－+2I^－，

I^－+I₂I₃^－。

①当起始时，SO₂为1mol，水为16mol，溶液中各离子变化关系如图20—2，图中b变化表示的离子是        ；在水相中进行的本生反应必须使水和碘显著过量，但易

引起副反应将反应器堵塞等。写出浓硫酸与HI发生反应生成硫和碘的化学方程式

                                                                     。

②野村（Nonura）等人提出利用电解的方法进行本生反应，反应原理如图20—3所示，则阳极的电极反应式为                                                     。

 

Answer 1

（1）—457.4

（2）用廉价的清洁能源供给能量（用太阳能、风能、核能及生物质能等作为能源）

（3）c(H₂)·c(I₂)/c²(HI)；           增大

（4）①I₃^－；                     6HI+H₂SO₄（浓）=3I₂↓+S↓+4H₂O   

②SO₂+2H₂O－2e^－ = 4H⁺ + SO₄^2－