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碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点.一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应:
W(s)+I2(g)?WI2(g)△H<0
为模拟上述反应,在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨,2min后反应达到平衡,测得碘蒸气浓度为0.005mol?L-1.请回答下列问题:
(1)前两分钟内碘蒸气的反应速率为
0.0225mol?L-1?min-1
0.0225mol?L-1?min-1

(2)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
CDE
CDE

A.I2与WI2的浓度相等      B.容器内气体压强不再变化
C.W的质量不再变化
D.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
E.容器内混合气体的密度保持不变
(3)下图为该反应在450℃时的时间-速率图,则t2时刻改变的外界条件可能是
增大碘蒸气的浓度
增大碘蒸气的浓度
,若t4时刻将容器压缩至一半(各物质状态不变),保持该条件至t6,请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图,并在相应曲线上标上υ3(正)、υ3(逆)
分析:(1)平衡时碘蒸气浓度为0.005mol/L,则△c(I2)=
0.1mol
2L
-0.005mol/L=0.045mol/L,根据v=
△c
△t
计算v(I2);
(2)反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,可由此进行判断;
(3)由图可知,t2时刻改变条件的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,应是增大反应物的浓度;
t4时刻将容器压缩至一半(各物质状态不变),压强增大,该反应前后气体的体积不变,正、逆反应速率增大相同的倍数,平衡不移动,据此作图.
解答:解:(1)平衡时碘蒸气浓度为0.005mol/L,则△c(I2)=
0.1mol
2L
-0.005mol/L=0.045mol/L,所以v(I2)=
0.045mol/L
2min
=0.0225mol?L-1?min-1,故答案为:0.0225mol?L-1?min-1
(2)A、反应达平衡时,I2与WI2的浓度可能相等也可能不等,与反应初始浓度及转化率有关,所以不能证明达到平衡状态,故A错误;
B、该反应前后气体体积不变的反应,无论反应是否达到平衡状态,压强始终不变,故B错误;
C、平衡时各种物质的质量也不变,W的质量不再变化,说明到达平衡,故C正确;
D、单位时间内,金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等,该反应的正逆反应速率相等,所以达到平衡状态,故D正确;
E、反应有固体参加,随反应进行气体的质量发生变化,容器的体积不变,混合气体的密度发生变化,当密度不再变化,说明到达平衡,故E正确;
故答案为:CDE;
(3)由图可知,t2时刻改变条件的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,应是增大反应物的浓度,故为增大碘蒸气的浓度;
t4时刻将容器压缩至一半(各物质状态不变),压强增大,该反应前后气体的体积不变,正、逆反应速率增大相同的倍数,平衡不移动,图象为:

故答案为:增大碘蒸气的浓度,
点评:本题考查反应速率计算、化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素与化学平衡图象等,难度中等,理解外界条件对反应速率的影响是关键,旨在考查学生分析和解决问题的能力.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点.一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应:W(s)+I2(g)?WI2(g)△H<0为模拟上述反应,在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨,2min后反应达到平衡,测得碘蒸气浓度为0.005mol?L-1.请回答下列问题:

(1)前两分钟内碘蒸气的反应速率为
0.0225mol?L-1?min-1
0.0225mol?L-1?min-1

(2)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
CE
CE

A.I2与WI2的浓度相等    B.容器内气体压强不再变化
C.W的质量不再变化     D.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
E.容器内混合气体的密度保持不变
(3)如图为该反应在450℃时的时间-速率图,则t2时刻改变的外界条件可能是
增大碘蒸气的浓度(或者充入碘蒸气)
增大碘蒸气的浓度(或者充入碘蒸气)
,若t4时刻将容器压缩至一半(各物质状态不变),保持该条件至t6,请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图,并在相应曲线上标上υ3(正)、υ3(逆)
(4)假设灯丝温度为660℃,灯泡壁温度为350℃.请根据化学反应原理分析在灯泡内充入碘能够延长钨丝寿命的原因
扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.
扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.

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科目:高中化学 来源: 题型:

碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点.一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应:W(s)+I2(g)  WI2(g)
为模拟上述反应,在实验室中准确称取0.508g碘、0.736g金属钨放置于50.0mL密闭容器中,并加热使其反应.如图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI2)~t],其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃.请回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为:K=
C(WI2)
C(I2)
C(WI2)
C(I2)

(2)该反应是
放热
放热
(填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是:
温度升高,n(WI2)减小,平衡向左移动,所以是放热反应;
温度升高,n(WI2)减小,平衡向左移动,所以是放热反应;

(3)反应从开始到t1(t1=3min)时间内的平均速率:u(I2)=
1.20×10-2mol?L-1?min-1
1.20×10-2mol?L-1?min-1

(4)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
b、c
b、c

a.I2与WI2的浓度相等
b.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等
c.容器内混合气体的密度不再改变
d.容器内气体压强不发生变化

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点.一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应:
W(s)+I2(g)  WI2(g)
为模拟上述反应,在实验室中准确称取0.508g碘、0.736g金属钨放置于50.0mL密闭容器中,并加热使其反应.下图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI2)~t],其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃.

请回答下列问题:
(1)该反应是
放热
放热
(填写“放热”、“吸热”)反应.
(2)反应从开始到t1(t1=3min)时间内的平均速率v(I2)=
1.20×10-2mol?L-1?min-1
1.20×10-2mol?L-1?min-1

(3)在450℃时,该反应的平衡常数K=
9
9

(4)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
B、C
B、C

A.I2与WI2的浓度相等               B.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等
C.容器内混合气体的密度不再增加    D.容器内气体压强不变化
(5)假设灯丝温度为660℃,灯泡壁温度为350℃.请根据化学反应原理分析在灯泡内充入碘能够延长钨丝寿命的原因
扩散到灯泡内壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),
扩散到灯泡内壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),
WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.
WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.

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科目:高中化学 来源:2011-2012年湖南株洲市南方中学高二上学期期末考试理科化学试卷(带解析) 题型:填空题

(12分)(每空3分)碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点。一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应:
W(s)+ I2(g) WI2(g)ΔH<0
为模拟上述反应,在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨,2min后反应达到平衡,测得碘蒸气浓度为0.005 mol·L-1。请回答下列问题:
(1)前两分钟内碘蒸气的反应速率为                    
(2)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有            

A.I2与WI2的浓度相等
B.容器内气体压强不再变化
C.W的质量不再变化
D.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
E.容器内混合气体的密度保持不变
(3)下图为该反应在450℃时的时间—速率图,则t2时刻改变的外界条件可能是                          ,若t4时刻将容器压缩至一半(各物质状态不变),保持该条件至t6,请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图,并在相应曲线上标上υ3(正)、υ3(逆)

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