【題目】金屬鎢用途廣泛,主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金,以及燈泡的燈絲。高溫下,在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢,其總反應(yīng)為:WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g) 請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為___________________________。
(2) 某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),H2與水蒸氣的體積比為2:3,則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_______;隨溫度的升高,H2與水蒸氣的體積比減小,則該反應(yīng)為___________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(3)上述總反應(yīng)過(guò)程大致分為三個(gè)階段,各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表所示:
溫度 | 25℃ 550℃ 600℃ 700℃ |
主要成份 | WO3 W2O5 WO2 W |
第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為________;580℃時(shí),固體物質(zhì)的主要成分為________;假設(shè)WO3完全轉(zhuǎn)化為W,則三個(gè)階段消耗H2物質(zhì)的量之比為__________________。
(4)已知:溫度過(guò)高時(shí),WO2 (s)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>WO2 (g);
WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g);ΔH = +66.0 kJ·mol-1
WO2 (g) + 2H2 W (s) + 2H2O (g);ΔH = -137.9 kJ·mol-1
則WO2 (s) WO2 (g) 的ΔH = ______________________。
(5)鎢絲燈管中的W在使用過(guò)程中緩慢揮發(fā),使燈絲變細(xì),加入I2可延長(zhǎng)燈管的使用壽命,其工作原理為:W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列說(shuō)法正確的有________。
a.燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用
b.WI4在燈絲上分解,產(chǎn)生的W又沉積在燈絲上
c.WI4在燈管壁上分解,使燈管的壽命延長(zhǎng)
d.溫度升高時(shí),WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率減慢
【答案】 60%吸熱2WO3 + H2 W2O5 + H2OW2O5、WO21:1:4+203.9 kJ·mol-1 a、b
【解析】
化學(xué)平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書(shū)寫,注意固體、純液體不需要寫出;由反應(yīng)方程式知,消耗的H2與生成的水的物質(zhì)的量相等,假定H2與水蒸氣的物質(zhì)的量分別為3mol、5mol,再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算;500℃時(shí),溫度介于25℃~550℃,固體為WO3;由表中主要成分與溫度關(guān)系可知,第二階段反應(yīng)為W2O5與H2反應(yīng)生成WO2,同時(shí)還生成H2O,配平書(shū)寫方程式;根據(jù)三個(gè)階段的方程式進(jìn)行計(jì)算三個(gè)階段消耗H2物質(zhì)的量之比;由化學(xué)方程式知,揮發(fā)的W與I2結(jié)合形成氣態(tài)WI4,由于氣體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,WI4會(huì)與還沒(méi)有揮發(fā)的W接觸,在高溫下WI4分解生成的W附著在還沒(méi)有揮發(fā)的W上,燈管壁溫度較低,WI4不會(huì)分解,升高溫度,正逆反應(yīng)速率都加快,據(jù)此解答。
(1)WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)的平衡常數(shù)k=;(2)由反應(yīng)方程式知,消耗的H2與生成的水的物質(zhì)的量相等,故H2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=60%,升高溫度,H2與水蒸氣的體積比減小,說(shuō)明升溫時(shí)平衡向右移動(dòng),故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);(3)由表中主要成分與溫度關(guān)系可知,第一階段反應(yīng)為WO3與H2反應(yīng)是W2O5,同時(shí)還生成H2O,反應(yīng)方程式為:2WO3+H2 W2O5+H2O,580℃時(shí),溫度介于550℃~600℃,固體為W2O5、WO2的混合物;假定有2molWO3,由2WO3+H2 W2O5+H2O、W2O5+H2 2WO2+H2O、WO2+2H2 W+2H2O可知,三個(gè)階段消耗的氫氣的物質(zhì)的量之比為1mol:1mol:2mol×2=1:1:4;(4)已知:①WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)△H=+66.0kJmol-1,②WO2(g)+2H2W(s)+2H2O(g)△H=-137.9kJmol-1,依據(jù)蓋斯定律,①-②得WO2(s)WO2(g),故△H=66.0kJmol-1-(-137.9kJmol-1)=+203.9 kJmol-1;(5)由所給化學(xué)方程式知,揮發(fā)的W與I2結(jié)合形成氣態(tài)WI4,由于氣體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,WI4會(huì)與還沒(méi)有揮發(fā)的W接觸,在高溫下WI4分解生成的W及I2,生成W附著在還沒(méi)有揮發(fā)的W上,燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用,故a、b對(duì);燈管壁溫度較低,WI4不會(huì)分解,故c錯(cuò);升高溫度,也能加快W與I2的反應(yīng)速率,故d錯(cuò),答案選ab。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(14分)按要求完成下列填空
Ⅰ.已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l) ΔH=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-566" kJ/mol
(1)反應(yīng)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)的ΔH= ;
(2)C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO和CO2以及氣態(tài)水,將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)固定體積的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng):CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g) ΔH>0
①下列事實(shí)能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是 ;
a.體系中的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
b.υ正(H2)=υ逆(CO)
c.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不發(fā)生變化
d.CO2的濃度不再發(fā)生變化
②在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(CO)=" 1" mol·L-1, c(H2O)="2.4" mol·L-1; 達(dá)到平衡后,CO的轉(zhuǎn)化率為60%,該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)是 ;
(3)熔融碳酸鹽燃料電池的電解質(zhì)為Li2CO3和 Na2CO3的混合物,燃料為CO,在工作過(guò)程中,電解質(zhì)熔融液的組成、濃度都不變,寫出負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式 。
Ⅱ.氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可用石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦蟹磻?yīng)制得:
SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO 根據(jù)題意完成下列各題:
(1)配平上述化學(xué)反應(yīng)方程式。 SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO
(2)為了保證石英和焦炭盡可能的轉(zhuǎn)化,氮?dú)庖m當(dāng)過(guò)量。某次反應(yīng)用了30mol氮?dú)猓磻?yīng)生成了5mol一氧化碳,則此時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是 。
(3)氮化硅陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度高,硬度接近于剛玉(A12O3),熱穩(wěn)定性好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。以下用途正確的是 。
A.可以在冶金工業(yè)上制成坩堝、鋁電解槽襯里等設(shè)備 |
B.在電子工業(yè)上制成耐高溫的電的良導(dǎo)體 |
C.研發(fā)氮化硅的全陶發(fā)動(dòng)機(jī)替代同類型金屬發(fā)動(dòng)機(jī) |
D.氮化硅陶瓷的開(kāi)發(fā)受到資源的限制,沒(méi)有發(fā)展前途 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在體積恒定的密閉容器中,一定量的SO2與1.100molO2在催化劑作用下加熱到600℃發(fā)生反應(yīng):2SO2+ O22SO3,ΔH<0。當(dāng)氣體的物質(zhì)的量減少0.315mol時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,在相同溫度下測(cè)得氣體壓強(qiáng)為反應(yīng)前的82.5%。下列有關(guān)敘述正確的是
A. 當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡
B. 降低溫度,正反應(yīng)速率減小程度比逆反應(yīng)速率減小程度大
C. 將平衡混合氣體通入過(guò)量BaCl2溶液中,得到沉淀的質(zhì)量為161.980g
D. 達(dá)到平衡時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率為90%
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】按要求寫出下列化學(xué)方程式或離子方程式:
(1)硫酸酸化的高錳酸鉀與草酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________。
(2)硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________。
(3)硫酸酸化的碘化鉀溶液與氧氣反應(yīng)的離子方程式:________________________。
(4)K2Cr2O7的溶液中K2Cr2O7與K2CrO4轉(zhuǎn)化的離子方程式:____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在CH3COOH溶液中存在如下平衡:CH3COOHH++CH3COO-。加入少量下列物質(zhì)或采取下述方法,能使平衡逆向移動(dòng)的是
A.加水B.CH3COONa固體C.升溫D.NaCl固體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】從精煉鋼的陽(yáng)極泥中(主要成分為Cu2Te)回收碲的工藝流程如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)“焙燒”后,碲主要以TeO2形式存在,則每生成32gTeO2,反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____________mol。
(2)為選擇最佳焙燒工藝,進(jìn)行溫度和硫酸加入量的條件試驗(yàn),結(jié)果如下表所示:
則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的條件為________________________。
(3)“氧化”時(shí)的溶液溫度不宜過(guò)高,原因?yàn)?/span>________________________。
(4)工藝(I)中,“還原”時(shí)發(fā)生的總離子方程式為______________________________。H2SO4和Na2SO3可用濃鹽酸代替,但缺點(diǎn)為______________________________________。
(5)工藝(II)中,“浸出液電積”時(shí)產(chǎn)生碲粉的電極反應(yīng)式為_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述正確的是( )
A.Na在氧氣中燃燒主要生成Na2O
B.將SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO3沉淀
C.將CO2通入次氯酸鈣溶液可生成次氯酸
D.將NH3通入熱的CuSO4溶液中能使Cu2+還原成Cu
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(題文)一定量的濃硝酸與足量銅完全反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、NO的混合氣體2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),這些氣體與一定體積的O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入4mol.L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是50mL,下列說(shuō)法正確的是
A. 參加反應(yīng)的硝酸是0.4mol B. 消耗氧氣的體積為1.68L
C. 混合氣體中含NO2 1.12L D. 此反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為0.3mol
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Na2O2是一種常見(jiàn)的過(guò)氧化物,具有強(qiáng)氧化性和漂白性。 通常可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑。
(1)某實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)探究過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng):
①用化學(xué)方程式解釋使酚酞試液變紅的原因___________________,依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)紅色褪去的原因是________________。
②加入MnO2的作用為_______________________。
(2)某實(shí)驗(yàn)小組擬驗(yàn)證CO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物,現(xiàn)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①寫出裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________;
②擬用裝置D收集氣體產(chǎn)物,請(qǐng)?jiān)诜娇蛑袑⒀b置補(bǔ)充完整______。
③產(chǎn)物檢驗(yàn):檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物的方法:___________________;
④有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)裝置存在明顯缺陷,你認(rèn)為該缺陷是什么____________。
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