Question

鎢是屬于有色金屬，也是重要的戰略金屬，鎢礦在古代被稱為“重石”．1783年被西班牙人德普爾亞發現黑鎢礦也從中提取出鎢酸，同年，用碳還原三氧化鎢第一次得到了鎢粉，并命名該元素．鎢是的用途十分廣，涉及礦山、冶金、機械、建筑、交通、電子、化工、輕工、紡織、軍工、航天、科技、各個工業領域．現在高溫下，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，則該反應正反應為______反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（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	WO3W2O5WO2W

第一階段反應的化學方程式為______；580℃時，固體物質的主要成分為______；假設WO₃完全轉化為W，則三個階段消耗H₂物質的量之比為______
（4）鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發，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．

Answer 1

（1）WO₃（s）+3H₂（g）

高溫 .

W（s）+3H₂O（g）的平衡常數k=

c3(H2O)

c3(H2)

，故答案為：

c3(H2O)

c3(H2)

；
（2）由反應方程式知，消耗的H₂與生成的水的物質的量相等，故H₂的平衡轉化率為

3mol

2mol+3mol

×100%=60%，
升高溫度，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明升溫時平衡向右移動，故正反應為吸熱反應，
故答案為：60%，吸熱；
（3）由表中主要成分與溫度關系可知，第一階段反應為WO₃與H₂反應是W₂O₅，同時還生成H₂O，反應方程式為：
2WO₃+H₂

高溫 .

W₂O₅+H₂O，580℃時，溫度介于550℃～600℃，固體為W₂O₅、WO₂的混合物；
假定有2molWO₃，由2WO₃+H₂

高溫 .

W₂O₅+H₂O、W₂O₅+H₂?

高溫 .

2WO₂+H₂O、WO₂+2H₂?

高溫 .

W+2H₂O可知，三個階段消耗的氫氣的物質的量之比為1mol：1mol：2mol×2=1：1：4，
故答案為：2WO₃+H₂

高溫 .

W₂O₅+H₂O，W₂O₅、WO₂，1：1：4；
（4）由所給化學方程式知，揮發的W與I₂結合形成氣態WI₄，由于氣體運動的結果，WI₄會與還沒有揮發的W接觸，在高溫下WI₄分解生成的W及I₂，生成W附著在還沒有揮發的W上，燈管內的I₂可循環使用，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：A、B．