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）在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為0.5L，2min后達到平衡，測得固體的質量減少了4.80g，則H₂的平均反應速率

0.3 mol/（L?min）

；該反應的平衡常數表達式K=

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，則H₂的平衡轉化率為

60%

；隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，則該反應為

正反應吸熱

（填“吸熱”或“放熱”） 反應．
（3）一定溫度下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是

CD

．
A．混合氣體的總壓強保持不變       B．v_正（H₂0）=v_正（H₂）
C．混合氣體的密度保持不變         D． 混合氣體的平均式量保持不變
（4）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

BD

．
A．溫度升高時，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率減慢
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．燈管內的I₂可循環(huán)使用．

Answer 1

分析：（1）反應容器的容積為0.5L，2min后達到平衡，測得固體的質量減少了4.80g，依據化學方程式的固體質量變化計算反應氫氣物質的量，依據化學反應速率概念計算，根據平衡常數概念寫出表達式，化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫，注意固體、純液體不需要寫出；
（2）依據化學平衡三段式列式計算，由反應方程式知，消耗的H₂與生成的水的物質的量相等，假定H₂與水蒸氣的物質的量分別為2mol、3mol，再根據轉化率定義計算；
隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明平衡向正反應移動，據此判斷；
（3）化學平衡狀態(tài)判斷的依據正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，依據選項分析；
（4）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．

解答：解：（1）WO₃（s）+3H₂（g）

高溫  .

W（s）+3H₂O（g）反應前后固體質量減小48g時，反應的氫氣為3mol，若反應容器的容積為0.5L，2min后達到平衡，測得固體的質量減少了4.80g，反應的氫氣為0.3mol，則H₂的平均反應速率=

0.3mol 0.5L

2min

=0.3mol/L?min，反應的平衡常數k=

c3(H2O)

c3(H2)

；
故答案為：0.3mol/L?min；

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）WO₃（s）+3H₂（g）

高溫  .

W（s）+3H₂O（g）
A．反應前后氣體體積不變，混合氣體的總壓強保持不變，故A不符合；
B．v_正（H₂0）=v_正（H₂），只能說明反應正向進行時氫氣和水的反應速率相同，不能證明反應達到平衡，故B不符合；
C．反應前后氣體體積不變，但氣體質量發(fā)生時改變，混合氣體的密度保持不變，說明反應達到平衡，故C符合；
D． 混合氣體反應前后氣體物質的量不變，反應前后氣體質量變化，混合氣體的平均式量保持不變，能說明反應達到平衡，故D符合；
故選CD．
（4）A、升高溫度，也能加快W與I₂的反應速率，故A錯；
B、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，故B正確；
C、燈管壁溫度較低，WI₄不會分解，故C錯；
D、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D正確；
故答案為：BD．

點評：本題考查化學平衡常數的書寫、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．