Question

鎢是屬于有色金屬，也是重要的戰(zhàn)略金屬，鎢礦在古代被稱為“重石”． 1783年被西班牙人德普爾亞發(fā)現(xiàn)黑鎢礦也從中提取出鎢酸，同年，用碳還原三氧化鎢第一次得到了鎢粉，并命名該元素．鎢是的用途十分廣，涉及礦山、冶金、機械、建筑、交通、電子、化工、輕工、紡織、軍工、航天、科技、各個工業(yè)領(lǐng)域．現(xiàn)在高溫下，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）

高溫

 W（s）+3H₂O（g）
請回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為

K=

c3(H2O)

c3(H2)

．
（2）某溫度下反應(yīng)達平衡時，H₂與水蒸氣的體積比為2：3，則H₂的平衡轉(zhuǎn)化率為

60%

；隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，則該反應(yīng)正反應(yīng)為

吸熱

反應(yīng) （填“吸熱”或“放熱”）．
（3）上述總反應(yīng)過程大致分為三個階段，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

2WO₃+H₂=W₂O₅+H₂O

；580℃時，固體物質(zhì)的主要成分為

W₂O₅和WO₂

；假設(shè)WO₃完全轉(zhuǎn)化為W，則三個階段消耗H₂物質(zhì)的量之比為

1：1：4

（4）鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā)，使燈絲變細，加入I₂可延長燈管的使用壽命，其工作原理為：W（s）+2I₂（g） 

1400℃

約3000℃

 WI₄（g）．下列說法正確的有

AB

．
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
D．溫度升高時，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率減慢．

Answer 1

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫，注意固體、純液體不需要寫出；
（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，假定H₂與水蒸氣的物質(zhì)的量分別為2mol、3mol，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算；
隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明平衡向正反應(yīng)移動，據(jù)此判斷；
（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，同時還生成H₂O，配平書寫方程式；
580℃時，溫度介于550℃～600℃，固體為W₂O₅、WO₂的混合物；
根據(jù)三個階段的方程式進行計算三個階段消耗H₂物質(zhì)的量之比；
（4）由化學(xué)方程式知，揮發(fā)的W與I₂結(jié)合形成氣態(tài)WI₄，由于氣體運動的結(jié)果，WI₄會與還沒有揮發(fā)的W接觸，在高溫下WI₄分解生成的W附著在還沒有揮發(fā)的W上，燈管壁溫度較低，WI₄不會分解，升高溫度，正逆反應(yīng)速率都加快，據(jù)此解答；

解答：解：（1）WO₃（s）+3H₂（g）

高溫  .

W（s）+3H₂O（g）的平衡常數(shù)k=

c3(H2O)

c3(H2)

，故答案為：

c3(H2O)

c3(H2)

；
（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

3mol

2mol+3mol

×100%=60%，
升高溫度，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明升溫時平衡向右移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：60%，吸熱；
（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，同時還生成H₂O，反應(yīng)方程式為：
2WO₃+H₂

高溫  .

W₂O₅+H₂O，580℃時，溫度介于550℃～600℃，固體為W₂O₅、WO₂的混合物；
假定有2molWO₃，由2WO₃+H₂

高溫  .

W₂O₅+H₂O、W₂O₅+H₂?

高溫  .

2WO₂+H₂O、WO₂+2H₂?

高溫  .

W+2H₂O可知，三個階段消耗的氫氣的物質(zhì)的量之比為1mol：1mol：2mol×2=1：1：4，
故答案為：2WO₃+H₂

高溫  .

W₂O₅+H₂O，W₂O₅、WO₂，1：1：4；
（4）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，由于氣體運動的結(jié)果，WI₄會與還沒有揮發(fā)的W接觸，在高溫下WI₄分解生成的W及I₂，生成W附著在還沒有揮發(fā)的W上，燈管內(nèi)的I₂可循環(huán)使用，故A、B對；燈管壁溫度較低，WI₄不會分解，故C錯；升高溫度，也能加快W與I₂的反應(yīng)速率，故D錯，
故答案為：A、B．

點評：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的書寫、反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡移動原理、化學(xué)平衡計算等，題目選擇的素材比較陌生，以考查學(xué)生的能力為主，難度中等．