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） 

高溫

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

 

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

 

；隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，則該反應為

 

反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）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

 

．
a．燈管內的I₂可循環(huán)使用 
b．WI₄在燈絲上分解，產生的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
（4）已知：溫度過高時，WO₂（s）轉變?yōu)閃O₂（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
則WO₂（s）?WO₂（g）的△H=

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）依據化學方程式和平衡常數(shù)概念書寫平衡常數(shù)表達式，固體不寫入表達式；
（2）體積比等于氣體物質的量之比，依據化學平衡計算平衡時氣體物質的量，結合轉化率=

消耗量

起始量

×100%計算，隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明平衡正向進行，正反應是吸熱反應；
（3）由化學方程式知，揮發(fā)的W與I₂結合形成氣態(tài)WI₄，由于氣體運動的結果，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，正逆反應速率都加快，據此解答；
（4）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算所需讓化學方程式．

解答： 解：（1）WO₃（s）+3H₂（g）

高溫

 W（s）+3H₂O（g），反應的平衡常數(shù)表達式K=

c3(H2O)

c3(H2)

，故答案為：

c3(H2O)

c3(H2)

；  
（2）某溫度下反應達平衡時，H₂與水蒸氣的體積比為2：3，氣體體積之比等于物質的量之比，
        WO₃（s）+3H₂（g） 

高溫

W（s）+3H₂O（g）
起始量            5                   0 
變化量            3                   3
平衡量            2                   3
則H₂的平衡轉化率=

3

5

×100%=60%，
隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明反應正向進行，已經平衡移動原理可知，正反應是吸熱反應；
故答案為：60%；吸熱；  
（3）由所給化學方程式知，揮發(fā)的W與I₂結合形成氣態(tài)WI₄，由于氣體運動的結果，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的反應速率，故d錯，
故答案為：ab；
（4）①WO₂（s）+2H₂（g）?W（s）+2H₂O（g）△H=+66.0kJ?mol^-1
②WO₂（g）+2H₂（g）?W（s）+2H₂O（g）△H=-137.9kJ?mol^-1
依據蓋斯定律計算①-②得到：WO₂（s）?WO₂（g）的△H=+203.9kJ/mol；
故答案為：+203.9kJ/mol．

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