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____________________________________。
(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
甲醇是重要的燃料,有广阔的应用前景:工业上一般以CO和为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:

(1)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是_____。
a.随时将CH3OH与反应混合物分离
b.降低反应温度
c.增大体系压强
d.使用高效催化剂
(2)已知:

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为___________________.
(3)在容积为2L的恒容容器中,分别研究在三种不同温度下合成甲醇,下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为2mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
①在图中三条曲线,对应的温度由高到低的顺序是__________________;
②利用a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下
的平衡常数:K=______;
(4)恒温下,分别将1 molCO和2molH2置于恒容容器I和恒压容器Ⅱ中(两容器起始容积相同),充分反应。
①达到平衡所需时间是I _____Ⅱ(填“>”、“<”或“=”,下同)。达到平衡后,两容器中CH3OH的体积分数关系是I_____Ⅱ。
②平衡时,测得容器工中的压强减小了30%,则该容器中CO的转化率为______。
已知A、B、C、D分别是AlCl3、BaCl2、FeSO4、NaOH四种化合物中的一种,它们的水溶液之间的一些反应现象如下:
①A + B→白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解
②B + D→白色沉淀,在空气中放置,沉淀由白色转化为红褐色
③C + D→白色沉淀,继续加入D溶液,白色沉淀逐渐消失
(1)试推断ABCD(化学式)。
(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式:
①实验②中沉淀由白色转化为红褐色的化学方程式,
②C溶液与D溶液反应后生成的白色沉淀溶解于D溶液中的离子方程式。
(1)质子核磁共振谱是研究有机化合物结构的有力手段之一。结构中的等效氢原子在核磁共振谱中都给出了相应的峰值(信号),谱中峰的强度与结构中的H原子数成正比。试回答:
有机化合物
,在核磁共振氢谱中观察到峰值给出的强度之比为_______________。
(2)烷基取代苯
可以被KMnO4酸性溶液氧化生成
,但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有C—H键,则不容易被氧化生成
,现有分子式是C11H16的一烷基取代苯,已知它可以被氧化成
的异构体共有7种,其中的2种是
、
请写出其他5种的结构简式:____________________________________________________。
下表是不同温度下水的离子积常数:
| 温度/℃ |
25 |
t1 |
t2 |
| 水的离子积常数 |
1×10-14 |
a |
1×10-12 |
试回答以下问题:
(1)若25<t1<t2,则a1×10-14(填“>”、“<”或“=”),做此判断的理是。
(2)25℃时,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol/L,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=。
(3)t2℃时,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=;此溶液中各种离子的浓度由小到大的顺序是。
硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气: N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H<0,一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,容器内的压强是原来的
,则N2的转化率a1=_______;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2______a1(填“>”、“<”或“=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸:
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是___________________________________;
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H>0该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示,若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)_______________;
a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时值的最大
③向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2发生反应:
2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0,恒温恒容下反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量分别为a1、a2,已知T1<T2,则a1_______a2
| A.大于 | B.小于 | C.等于 | D.以上都有可能 |
(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气:
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2;
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=﹣483.5kJ/mol 、N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是_________________________;
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2,若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是__________________________________。