Question

金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)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(yīng)為：WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 。

（2）某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H2與水蒸氣的體積比為3:5，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率 。

（3）上述總反應(yīng)過(guò)程大致分為三個(gè)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

 

500℃時(shí)，固體物質(zhì)的主要成分為 ；

第二階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；

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

鎢絲燈管中的W在使用過(guò)程中緩慢揮發(fā)，使燈絲變細(xì)，加入I2可延長(zhǎng)燈管的使用壽命，其工作原理為：W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列說(shuō)法正確的有 。

A．燈管內(nèi)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(zhǎng)

C．WI4在燈絲上分解，產(chǎn)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(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比。對(duì)該反應(yīng)來(lái)說(shuō)，。（2）根據(jù)反應(yīng)方程式可知每產(chǎn)生3mol的H2O，則消耗3mol的H2。若某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，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(zhuǎn)化率為5÷(5＋3)×100%=62.5%。（3）根據(jù)表格中的物質(zhì)與溫度的關(guān)系可知：在500℃時(shí)，固體物質(zhì)的主要成分為WO3、W2O5。在在第一個(gè)階段發(fā)生的反應(yīng)為：2WO3 (s) +H2 (g) W2O5 (s) + H2O (g)；在第二階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為W2O5+H22WO2+H2O；在第三個(gè)階段發(fā)生的反應(yīng)為WO2+2H22W+2H2O。若WO3完全轉(zhuǎn)化為W，假設(shè)開(kāi)始有2mol的WO3，則在三個(gè)階段消耗H2物質(zhì)的量之比為1:1:4。（4）A．在1400℃左右，平衡正向移動(dòng)；在約3000℃左右，平衡逆向移動(dòng)。因此在燈管內(nèi)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(dòng)，使燈管的壽命縮短。錯(cuò)誤。C．WI4在燈絲上分解，分解產(chǎn)生的W及I2又沉積在燈絲上。正確。D．接通電源后，電能轉(zhuǎn)化為熱能，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率也加快。錯(cuò)誤。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式、化學(xué)平衡移動(dòng)及物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的計(jì)算的知識(shí)。