题目内容
相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
| 容器 编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 平衡时反应中 的能量变化 | ||
| N2 | H2 | NH3 | ||
| ① | 1 | 3 | 0 | 放出热量akJ |
| ② | 2 | 3 | 0 | 放出热量bkJ |
| ③ | 2 | 6 | 0 | 放出热量ckJ |
下列叙述正确的是( )
A.放出热量关系:a<b<92.4
B.三个容器内反应的平衡常数:③>①>②
C.达平衡时氨气的体积分数:①>③
D.N2的转化率:②>①>③
【解析】选A。由N2、H2合成氨的反应可逆,1 mol N2和3 mol H2实际不能完全反应生成2 mol NH3,故①中放热少于92.4 kJ,②在①的基础上增加反应物,使平衡向正反应方向移动,放出更多热,但仍小于92.4 kJ,故A项正确;温度相同,对同一个化学反应来说平衡常数相等,故B项不正确;③对①而言,相当于使①的体积压缩至一半,平衡正向移动,平衡时NH3的体积分数关系为③>①,故C项不正确; N2的转化率:②<①、②<③、①<③,所以②<①<③,故D项不正确。
金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。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)
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℃ |
| 主要成分 | WO3 W2O5 WO2 W |
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)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g);
WO2(s)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g) ΔH=+66.0 kJ·mol-1
WO2(g)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g) ΔH=-137.9 kJ·mol-1
则WO2(s)
WO2(g)的ΔH=______。
(5)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)
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