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热化学循环分解水制氢是未来理想的制氢方法之一,其中硫碘循环(SI循环)是目前最有前景和研究最多的一个热化学循环。SI循环的三个反应如下。
反应Ⅰ(Bunsen反应):SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)⇌2HI(aq)+H2SO4(aq)   ΔH1=akJ/mol
反应Ⅱ:2HI(aq)⇌H2(g)+I2(s)   ΔH2=bkJ/mol
反应Ⅲ:2H2SO4(aq)⇌2H2O(l)+2SO2(g)+O2(g)   ΔH2=ckJ/mol
请回答下列问题:
(1)SI循环制氢的总反应为2H2O(l)⇌2H2(g)+O2(g),则其ΔH=
2a+2b+c
2a+2b+c
kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)科研团队研究了温度和压强对反应Ⅰ(Bunsen反应)达到平衡时n(SO2)的影响如图所示,则p1
p2(填“>”“<”或“=”)。
(3)为了促进HI的分解,某科研团队设计了两种选择性膜反应器,其示意图如下。已知:HI的分解在反应区内进行,膜可以对产物进行选择性释放。反应区内通过控制使压强恒定为100kPa.反应开始时,投料均为1mol的HI气体。膜反应器1中氢气的渗透速率为3.1×10-8 mol/(s•Pa)。反应区内的部分实验数据显示在下表中。请填写下表中空格。

反应器示意图 无膜反应器 膜反应器1 膜反应器2
   
物质 HI H2
80 s后的平衡物质的量/mol 0.78
0.012
0.012
HI平衡分解率 ①a1=
22%
22%
a2=52% ③a3 
a2
(填“>”“<”或“=”)
(4)为了减少CO2的排放,SI循环系统可以与传统CO2矿化技术相结合,利用SI循环系统产生的强酸性废液固碳,其流程图如图所示。将过程②得到的晶体在水解器中与水蒸气共热,发生水解反应③,生成碱式碘化物Mg2(OH)3I固体。Mg2(OH)3I固体溶于水后可以自动分解成氢氧化物和碘化物。根据信息,请写出下列化学方程式。

反应过程①:
Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2
Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2

水解反应③:
2MgI2+3H2O
Mg2(OH)3I↓+3HI↑
2MgI2+3H2O
Mg2(OH)3I↓+3HI↑

【答案】2a+2b+c;<;0.012;22%;>;Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2;2MgI2+3H2O
Mg2(OH)3I↓+3HI↑
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:11引用:2难度:0.7
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
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    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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