Question

金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質或耐高溫的合金，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，其總反應為：WO₃ (s) + 3H₂ (g)  W (s) + 3H₂O (g)請回答下列問題：
（1）上述反應的化學平衡常數表達式為                          。
（2）某溫度下反應達平衡時，H₂與水蒸氣的體積比為3:5，則H₂的平衡轉化率                 。
（3）上述總反應過程大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關系如下表所示：

溫度	25℃  ~  550℃  ~  600℃  ~  700℃
主要成份	WO3      W2O5      WO2        W

 
500℃時，固體物質的主要成分為                                        ；
第二階段反應的化學方程式為                                           ；
假設WO₃完全轉化為W，則三個階段消耗H₂物質的量之比為               。
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)  WI₄ (g)。下列說法正確的有               。
A．燈管內的I₂可循環(huán)使用
B．WI₄在燈管壁上分解，使燈管的壽命延長
C．WI₄在燈絲上分解，產生的W又沉積在燈絲上   
D．接通電源后，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率減慢

Answer 1

(1)
(2)62.5%
(3)WO₃、W₂O₅    W₂O₅+H₂2WO₂+H₂O     1∶1∶4
(4)A、C

解析試題分析：（1）化學平衡常數是可逆反應達到平衡狀態(tài)時各生成物濃度冪指數的乘積與各反應物濃度冪指數的乘積的比。對該反應來說，。（2）根據反應方程式可知每產生3mol的H₂O，則消耗3mol的H₂。若某溫度下反應達平衡時，H₂與水蒸氣的體積比為3:5，消耗的H₂是5mol.所以H₂的平衡轉化率為5÷(5＋3)×100%=62.5%。（3）根據表格中的物質與溫度的關系可知：在500℃時，固體物質的主要成分為WO₃、W₂O₅。在在第一個階段發(fā)生的反應為：2WO₃ (s) +H₂ (g)  W₂O₅ (s) + H₂O (g)；在第二階段反應的化學方程式為W₂O₅+H₂2WO₂+H₂O；在第三個階段發(fā)生的反應為WO₂+2H₂2W+2H₂O。若WO₃完全轉化為W，假設開始有2mol的WO₃，則在三個階段消耗H₂物質的量之比為1:1:4。（4）A．在1400℃左右，平衡正向移動；在約3000℃左右，平衡逆向移動。因此在燈管內的I₂可循環(huán)使用。正確。B．WI₄在燈管壁上分解，減少生成物的濃度，平衡正向移動，使燈管的壽命縮短。錯誤。C．WI₄在燈絲上分解，分解產生的W及I₂又沉積在燈絲上。正確。D．接通電源后，電能轉化為熱能，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率也加快。錯誤。
考點：考查化學平衡常數的表達式、化學平衡移動及物質的轉化率的計算的知識。