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)高温W(s)+3H2O(g)
请回答下列问题:
(l)上述反应的化学平衡常数表达式为c3(H2O)c3(H2)c3(H2O)c3(H2)。
(2)某温度下反应达平衡时,氢气与水蒸气的体积比为2:3,则平衡转化率为60%60%;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为吸热吸热反应(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:
高温
c
3
(
H
2
O
)
c
3
(
H
2
)
c
3
(
H
2
O
)
c
3
(
H
2
)
温度 | 25℃~550℃~600℃~700℃ |
主要成分 | WO3 W2O5 WO2 W |
W2O5、WO2
W2O5、WO2
;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为1:1:2
1:1:2
。(4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
WO2(s)+2H2(g)⇌W(s)+2H2O(g);△H=+66.0kJ•mol-1
WO2(g)+2H2(g)⇌W(s)+2H2O(g);△H=-137.9kJ•mol-1
则WO2(s)⇌WO2(g)的△H=
+203.9 kJ•mol-1
+203.9 kJ•mol-1
。(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,工作原理为:
W(s)+2I2(g)
1400
℃
约
3000
℃
a、b
a、b
。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。
【答案】;60%;吸热;W2O5、WO2;1:1:2;+203.9 kJ•mol-1;a、b
c
3
(
H
2
O
)
c
3
(
H
2
)
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:100引用:11难度:0.3
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1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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