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)

請回答下列問題：

（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，H₂與水蒸氣的體積比為2∶3，則H₂的平衡轉(zhuǎn)化率為__________；隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，則該反應(yīng)為________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℃
主要成分	WO3　　W2O5　WO2　　W

第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________；

580℃時，固體物質(zhì)的主要成分為________；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__________。

（4）已知：溫度過高時，WO₂(s)轉(zhuǎn)變?yōu)閃O₂(g)；

WO₂(s)+2H₂(g)W(s)+2H₂O(g)    ΔH=+66.0 kJ·mol^-1

WO₂(g)+2H₂(g)W(s)+2H₂O(g)    ΔH=-137.9 kJ·mol^-1

則WO₂(s)WO₂(g)的ΔH=______。

（5）鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā)，使燈絲變細(xì)，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(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

【解析】（1）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中不出現(xiàn)固體和純液體；

（2）根據(jù)氫氣和水蒸氣的體積比可以求出反應(yīng)的氫氣的體積和反應(yīng)前的氫氣的體積，從而可以計算氫氣的轉(zhuǎn)化率，氫氣與水蒸氣的體積比減小說明平衡正向移動；

（3）根據(jù)表格中每一個溫度段的主要物質(zhì)可以判斷反應(yīng)方程式、固體產(chǎn)物以及消耗氫氣的量；

（4）反應(yīng)1-反應(yīng)2即可得目標(biāo)反應(yīng)；

（5）工業(yè)生產(chǎn)中向燈泡內(nèi)充入碘單質(zhì)之后，它與燈泡內(nèi)壁上的鎢在一定溫度下反應(yīng)生成碘化鎢，碘化鎢在燈絲上分解生成鎢單質(zhì)，反應(yīng)體系為密閉體系，反應(yīng)又是可逆反應(yīng)，因此碘單質(zhì)可以循環(huán)利用。

答案：（1）K=   （2）60%　吸熱

（3）2WO₃+H₂W₂O₅+H₂O　W₂O₅、WO₂     1∶1∶4

（4）+203.9 kJ·mol^-1    （5）a、b