题目内容

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：
⑴上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。
⑵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”）。
⑶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
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____________________________________。
⑷ 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 ＝ ______________________。
⑸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

（1）    （2）60%  吸热
（3）2WO3+H2=W2O5+H2O；    W2O5和WO2、   1:1:4；
（4）+203.9KJ.mol-1         （5） a、b。

解析试题分析：
（1）根据方程式可得。
（2）H2与水蒸气的体积比减小，说明反应正向移动，则正反应是吸热反应。
（3）由表格信息可知，第一阶段反应时：2WO3+H2=W2O5+H2O，主要成分为：W2O5和WO2。
（4）根据盖斯定律，ΔH ＝+203.9 KJ.mol-1
（5）a、碘单质易升华，可以重复使用。
b、WI4在灯丝上分解后可以重新沉淀。
考点：考查了化学平衡常数，化学反应热，化学平衡移动等知识。

练习册系列答案
相关题目

（1）在298K时，1molCH4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量890.0 kJ。写出该反应的热化学方程式                         。现有CH4和CO的混合气体0.75mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18克液态水，并放出515kJ热量，则CH4和CO的物质的量分别为       、      mol.
（2）利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，在电极上分别通入甲烷和氧气。通入甲烷气体的电极应为     极（填写“正”或“负”），该电极上发生的电极反应是      （填字母代号）。
a. CH4—e- + 2O2 ="=" CO2 + 2H2O   
b. CH4—8e- + 10OH- ="=" CO32- + 7H2O
c. O2 + 2H2O + 4 e- ="=" 4OH-  
d. O2—4 e- + 4H+ ="=" 2H2O
（3）在如图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为                ；如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液（25℃，CuSO4足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是                     ；若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入      （填物质名称），其质量约为      。

把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C(s) +O2 (g) == CO2(g)     △H1<0                     ①
途径II：先制成水煤气：C(s) +H2O(g) == CO(g)+H2(g)  △H2>0    ②
再燃烧水煤气：2CO(g)+O2 (g) == 2CO2(g)  △H3<0               ③
2H2(g)+O2 (g) == 2H2O(g)  △H4<0               ④
请回答下列问题：
（1） 途径I放出的热量          ( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
（2） △H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是                      。
（3）12g炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110．35kJ热量。其热化学方程式为                                              。
（4）煤炭作为燃料采用途径II的优点有                              

研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
（1）I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化，常用于定量测定CO的含量。已知：
2I2(s)+5O2(g)＝2I2O5(s)         △H＝－75.56  kJ·mol－1
2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)       △H＝－566.0  kJ·mol－1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式：                                     。
（2）一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是                     。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝                 。
（3）从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2  (g)＋3H2(g)  CH3OH(g)＋H2O(g)   △H3
①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体 （物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3                     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1molCO2和3molH2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下左图所示。若在上述平衡体系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸气（保持温度不变），则此平衡将                       移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）。
         
③直接甲醇燃料电池结构如上右图所示。其工作时负极电极反应式可表示为                      。

(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g )    ΔH=-802.3kJ/mol
该热化学反应方程式的意义是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃烧生成液态水放出Q kJ的热量，写出表示乙醇燃烧热的热化学方
程式：____________________________________________________________.
(3)已知拆开1mol H-H键，1mol N-H键，1mol 键分别需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ，则N2与H2反应生成1mol NH3(g)的热化学方程式是___________________.
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)       ΔH=-393.5kJ/mol   ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)               ΔH=-571.6kJ/mol   ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH=-2599kJ/mol   ③
根据盖斯定律，计算298K时由C（石墨，s）和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变：
____________________________.

用“＞”、“＜”或“＝”填空：
（1）同温同压下，H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)，光照和点燃条件的ΔH（化学计量数相同）分别为ΔH1、ΔH2，ΔH1______ΔH2；
（2）相同条件下，2mol氢原子所具有的能量    1mol氢分子所具有的能量；
（3）已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小：ΔH1_____ΔH2。
①4P(白磷，s) +5O2(g)＝2P2O5(s)  ΔH1，②4P(红磷，s)+5O2(g)＝2P2O5(s)  ΔH2；
（4）已知：101 kPa时，2C(s) +O2(g)＝2CO(g)  ΔH＝－221kJ·mol－1，则碳的燃烧热数值    110.5 kJ·mol－1；
（5）已知：稀溶液中，H＋(aq)+OH－ (aq)＝H2O(l)  ΔH＝－57.3kJ/mol，则浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出的热量        57.3 kJ；
（6）可逆反应：aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气)；ΔH＝Q，根据图回答：

P1 ______ P2；②（a+b）______（c+d）；③t1℃______ t2℃。

(14分)2014年10月初，雾霾天气多次肆虐河北、天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0
①该反应的平衡常数表达式                                                           。
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是                                   （填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                            。
（3）在一定条件下，也可以用NH3处理NOx。已知NO与NH3发生反应生成N2和H2O，现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________。
（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。则2 molCH4与足量H2O（g）反应最多可生成_______mol H2，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(5)上述方法制得的H2可以和CO在一定条件下合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是                     。
a.汽油        b.甲醇           c.甲醛            d.乙酸

煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径之一。
(1)在250C 101kPa时，H2与O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的热量，其热化学方程式为
___________
又知: ①C(s)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－393.5kJ/mol
②CO(g)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－283.0kJ/mol
焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法，C(s)＋H2O(g)═CO(g)＋H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以与H2O(g)进一步发生反应: CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＜0在恒容密闭容器中，起始时n(H2O)=0.20mol，n(CO)＝0.10 mol,在8000C时达到平衡状态，K＝1.0，则平衡时，容器中CO的转化率是_____________(计算结果保留一位小数)。
(3) 工业上从煤气化后的混合物中分离出H2，进行氨的合成，已知反应反应N2(g)＋3H2(g2NH3(g)（△H＜0）在等容条件下进行，改变其他反应条件，在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：

①N2的平均反应速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________；
②由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向 是________，采取的措施是________。
③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应速度（T3)的高低：T2________T3填“〉、=、<”判断的理由是________________。

研究硫及其化合物的性质有重要意义。
（1）Cu2S在高温条件下发生如下反应：
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g)   ⊿H=－773kJ/mol
当该反应有1.2mol电子转移时,反应释放出的热量为           kJ。
（2）硫酸工业生产中涉及反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。

①压强：P1                       P2（填“＞”、“=”或“<”）。
②平衡常数：A点               B点（填“＞”、“=”或“<”）。
③200℃下，将一定量的SO2和O2充入体积不变的密闭容器中，经10min后测得容器中各物质的物质的量浓度如下表所示:

气体
SO2
O2
SO3
浓度（mol/L）
0.4
1.2
1.6
 
能说明该反应达到化学平衡状态的是                                  。
a．SO2和O2的体积比保持不变
b．体系的压强保持不变
c．混合气体的密度保持不变
d．SO2和SO3物质的量之和保持不变
计算上述反应在0~10min内，υ(O2)=                             。
（3）一定温度下，用水吸收SO2气体时，溶液中水的电离平衡             移动（填“向左”“向右”或“不”）；若得到pH=3的H2SO3溶液，试计算溶液中              。（已知该温度下H2SO3的电离常数：Ka1=1.0×10-2 mol/L，Ka2=6.0×10-3 mol/L）

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