Question

鎢是熔點最高的金屬，主要用于生產特種鋼和制造燈泡的鎢絲，工業(yè)上采用高溫用H₂還原WO₃制取
（1）許多反應中均有氫氣成成，鐵粉在高溫下雨水蒸氣反應生成氫氣的化學方程式

 

；
（2）工業(yè)上從白鎢礦（主要成分是CaWO₄）制取WO₃的過程中涉及反應：CaWO₄（s）+NaCO₃（aq）?CaCO₃（s）+NaWO₄（aq），已知Ksp（CaCO₃）=2.8×10-9，若反應到達平衡后溶液中c（CO₃^2-）：c（WO₄ ^2-）=1：3，則Ksp（CaWO₄）=

 

．
（3）將一定質量的置于密閉容器中，充入氫氣發(fā)生反應：WO₃（s）+3H₂（g）?W（s）+3H₂O（aq），下圖是混合氣體中的物質的量的比隨著時間變化的圖象，其中第4min前反應的溫度維持在T1℃，第4min時降低并維持溫度為T2℃．

①計算第一此達到平衡時，H₂的平衡轉化率α（　�。�=

 

，該反應為

 

（填“吸熱”或“放熱”）
②若第8min時縮小容器體積，則

n(H2O)

H2

將

 

（填“增大”、“減少”或“不變”）；
③若反應器容積為0.5L，第2min時測得固體的質量減少了4.80g，則0～2min內H₂的平均反應速率為

 

．
（4）實際生產中WO₃經如下的兩部反應還原為W．
WO₃（s）+H₂（g）═WO₂（s）+H₂O（g），△H=a KJ?mol-¹．
WO₂（s）+2H₂（g）═W（s）+2H₂O（aq），△H=b KJ?mol-¹．
則W（s）+3WO₃（s）═3WO₂（s），△H=

 

KJ?mol-¹．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,熱化學方程式,化學平衡的影響因素

專題：

分析：（1）鐵粉在高溫下與水蒸氣反應生成氫氣的化學方程式為4H₂O（g）+3Fe

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（2）Ksp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）×c（CO₃^2-）=2.8×10^-9，Ksp（CaWO₄）=c（Ca²⁺）×c（WO₄^2-），

Ksp(CaCO3)

Ksp(CaWO4)

=

c(CO32-)

c(WO42-)

；
（3）①反應WO₃（s）+3H₂（g）?W（s）+3H₂O（aq），在2min時達到平衡，

n(H2O)

H2

=1.5，根據(jù)三段式計算出各組分的物質的量；
②反應WO₃（s）+3H₂（g）?W（s）+3H₂O（aq）是一個氣體體積減小的反應，縮小容器體積，平衡向氣體體積減小的方向移動；
③根據(jù)WO₃的減少量計算氫氣的該變量，根據(jù)反應速率v=

△c

△t

計算；
（4）根據(jù)蓋斯定律計算．

解答： 解：（1）鐵粉在高溫下與水蒸氣反應生成氫氣的化學方程式為4H₂O（g）+3Fe

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，故答案為：4H₂O（g）+3Fe

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（2）Ksp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）×c（CO₃^2-）=2.8×10^-9，Ksp（CaWO₄）=c（Ca²⁺）×c（WO₄^2-），

Ksp(CaCO3)

Ksp(CaWO4)

=

c(CO32-)

c(WO42-)

=

1

3

，Ksp（CaWO₄）=3Ksp（CaCO₃）=8.4×10^-9，故答案為：8.4×10^-9；
（3）①WO₃（s）+3H₂（g）?W（s）+3H₂O（aq）
起始量           3x              0
變化量           3a              3a
平衡量           3x-3a           3a

n(H2O)

H2

=

3a

3x-3a

=1.5，則H₂的平衡轉化率α（H₂）=

3a

3x

=

3

5

，
第4min時降低并維持溫度，水的量減小，平衡左移，所以正反應為放熱反應，
故答案為：

3

5

；放熱；
②反應WO₃（s）+3H₂（g）?W（s）+3H₂O（aq）是一個氣體體積減小的反應，縮小容器體積，平衡向正反應方向移動，則

n(H2O)

H2

將增大，故答案為：增大；
③WO₃（s）+3H₂（g）?W（s）+3H₂O（aq），
 4.80g    0.06mol
v=

△c

△t

=

0.06mol 0.5L

2min

=0.06mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.06mol?L^-1?min^-1；
（4）由WO₃（s）+H₂（g）═WO₂（s）+H₂O（g），△H=a KJ?mol-¹ ①
WO₂（s）+2H₂（g）═W（s）+2H₂O（aq），△H=b KJ?mol-¹ ②
①×2-②得 W（s）+2WO₃（s）═3WO₂（s），故△H=（2a-b）KJ?mol-¹，故答案為：2a-b．

點評：本題考查了化學平衡的影響因素、化學平衡的計算、熱化學方程式的書寫等問題，題目涉及的知識點較多，側重于考查學生對所學知識的綜合應用能力．