题目内容

钨是属于有色金属，也是重要的战略金属，钨矿在古代被称为“重石”．1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸，同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，并命名该元素．钨是的用途十分广，涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域．现在高温下，在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为：WO3（s）+3H2（g）
高温
W（s）+3H2O（g）
请回答下列问题：
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为______．
（2）某温度下反应达平衡时，H2与水蒸气的体积比为2：3，则H2的平衡转化率为______；随温度的升高，H2与水蒸气的体积比减小，则该反应正反应为______反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：
温度25℃～550℃～600℃～700℃
主要成份WO3W2O5WO2W
第一阶段反应的化学方程式为______；580℃时，固体物质的主要成分为______；假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2物质的量之比为______
（4）钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W（s）+2I2（g）
1400℃
约3000℃
WI4（g）．下列说法正确的有______．
A．灯管内的I2可循环使用
B．WI4在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上
C．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长
D．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢．
（1）WO3（s）+3H2（g）
高温
.
W（s）+3H2O（g）的平衡常数k=
c3(H2O)
c3(H2)
，故答案为：
c3(H2O)
c3(H2)
；
（2）由反应方程式知，消耗的H2与生成的水的物质的量相等，故H2的平衡转化率为
3mol
2mol+3mol
×100%=60%，
升高温度，H2与水蒸气的体积比减小，说明升温时平衡向右移动，故正反应为吸热反应，
故答案为：60%，吸热；
（3）由表中主要成分与温度关系可知，第一阶段反应为WO3与H2反应是W2O5，同时还生成H2O，反应方程式为：
2WO3+H2
高温
.
W2O5+H2O，580℃时，温度介于550℃～600℃，固体为W2O5、WO2的混合物；
假定有2molWO3，由2WO3+H2
高温
.
W2O5+H2O、W2O5+H2?
高温
.
2WO2+H2O、WO2+2H2?
高温
.
W+2H2O可知，三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol：1mol：2mol×2=1：1：4，
故答案为：2WO3+H2
高温
.
W2O5+H2O，W2O5、WO2，1：1：4；
（4）由所给化学方程式知，挥发的W与I2结合形成气态WI4，由于气体运动的结果，WI4会与还没有挥发的W接触，在高温下WI4分解生成的W及I2，生成W附着在还没有挥发的W上，灯管内的I2可循环使用，故A、B对；灯管壁温度较低，WI4不会分解，故C错；升高温度，也能加快W与I2的反应速率，故D错，
故答案为：A、B．
练习册系列答案
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氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料．工业合成氨的反应如下：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1．
（1）实验室中常用来制备氨气的化学方程式为______．
（2）已知H2（g）的燃烧热为285.8kJ?mol-1，写出NH3（g）在纯氧中燃烧生成无毒、无害物质的热化学方程式______．
（3）25℃时，将a mol （NH4）2SO4溶于水，向该溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______（填“正向”、“不”或“逆向”）移动，所滴加稀氨水的物质的量浓度为______mol?L-1．（25℃时，NH3?H2O的电离平衡常数Kb≈2×10-5）．
（4）工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO（NH2）2]．
CO2（g）+2NH3（g）
一定条件
CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0，t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10mol CO2和0.40mol NH3，70min开始达到平衡．反应中CO2（g）的物质的量随时间变化如下表所示：
时间/min0307080100
n（CO2）/mol0.100.0600.0400.0400.040
①20min时v正（CO2）______80min时v逆（H2O）（填“＞”、“=”或“＜”）．
②在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050mol CO2和0.20mol NH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将______（填“增大”、“不变”或“减小”）．
③根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图象；保持其它条件不变，则（t+10）℃下正确的图象可能是______（填图甲中的“A”或“B”）．
④图乙所示装置（阴、阳极均为惰性电极）可用于电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制取氢气．该装置中阳极的电极反应式为______，若两极共收集到气体22.4L（标况），则消耗的尿素为______g（忽略气体的溶解）．
已知：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g），△H=-1025kJ/mol，该反应是一个可逆反应，若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（　　）
A．B．
C．D．
恒温，向某体积不变的密闭容器中加入1molN2和3molH2，使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m．若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：
（1）若X=0，Y=0，则Z=______．
（2）若X=0.75，Y=______，Z=______．
在一个固定容积的密闭容器中，加入m molA、n molB，发生下列反应：mA（g）+nB（g）?pC（g），平衡时C的浓度是w mol/L，若容器体积和温度不变，起始时放入a mol A、b mol B、c mol C，若要平衡后C的浓度仍为w mol/L，则a、b、c应满足的关系是（　　）
A．a：b：c=m：n：pB．a：b=m：n，
ap
m
+c=p
C．
mc
p
+a=m，
nc
p
+b=n		D．a=
m
3
，b=
n
3
，c=
2p
3
反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）在800℃达到平衡时，分别改变下列条件，K值会发生变化的是（　　）
A．将体积减小至原来的一半
B．加入催化剂
C．将反应温度升高至1000℃
D．增大水蒸气的浓度
（1）在一定温度下，有下列反应发生：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）
①该反应的平衡常数表达式K=______．
②该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g．则10min内CO的平均反应速率是______．
③请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：
a．______；b．______．
（2）在配制FeCl3溶液时，加入少许浓盐酸，其目的是：______；不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧固体，最后得到的物质是______．
（3）已知：Fe2O3（s）+
3
2
C（s）=
3
2
CO2（g）+2Fe（s）△H=+234.1kJ/mol
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
则2Fe（s）+
3
2
O2（g）=Fe2O3（s）的△H是______．
（4）Fe（OH）2在空气中短时间内可被氧化为Fe（OH）3，发生的反应为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，下列说法中错误的是______（填字母）．
A．该反应是能自发进行的反应
B．该反应是熵增加的反应
C．该反应是化合反应
D．该反应是氧化还原反应．
现有一可导热体积固定的密闭容器A，和一可导热容积可变的容器B．关闭K2，将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时，A、B的体积相同．（已知：2NO2?N2O4；△H＜0）
（1）一段时间后，反应达到平衡，此时A、B中生成的N2O4的速率是VA______VB．（填“＞”、“＜”、“=”）；若打开活塞K2，气球B将______（填：变大、变小、不变）．
（2）若在A、B中再充入与初始量相等的NO2，则达到平衡时，NO2的转化率αA将______（填增大或减小、不变）；若通入等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将______，B中NO2的转化率将______（填：变大、变小、不变）．
（3）室温下，若A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，______中的颜色较深．
（4）若在容器A中充入4.6g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5，则平衡时N2O4的物质的量为______．
某温度下，在一容积不变的密闭容器中，A（g）+2B（g）?3C（g）达到平衡时，A．B和C的物质的量分别为3mol、2mol和4mol，若温度不变，向容器内的平衡混合物中再加入A、C各lmol，此时该平衡移动的方向为（　　）
A．向左移动B．向右移动C．不移动D．无法判断

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