Question

【題目】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）在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器的容積為0．5 L，2min后達(dá)到平衡，測(cè)得固體的質(zhì)量減少了4．80 g，則H2的平均反應(yīng)速率______；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____。

（2）某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，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______（填“吸熱”或“放熱”） 反應(yīng)。

（3）一定溫度下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。

A．混合氣體的總壓強(qiáng)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(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．溫度升高時(shí)，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(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(zhǎng)

D．燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用

Answer 1

【答案】0．3 mol／(L·min) 60% 吸熱 C BD

【解析】

（1）由氫氣的消耗量與增重質(zhì)量列關(guān)系式計(jì)算；反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=；

（2）設(shè)氫氣的起始體積為a，變化體積為x，由題意建立三段式計(jì)算；隨溫度的升高，H2與水蒸氣的體積比減小，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行；

（3）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度保持不變；

（4）由所給化學(xué)方程式知，揮發(fā)的W與I2結(jié)合形成氣態(tài)WI4，由于氣體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，WI4會(huì)與還沒(méi)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(méi)有揮發(fā)的W上，燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用。

（1）設(shè)反應(yīng)消耗氫氣的物質(zhì)的量為x，由方程式可知WO3(s) + 3H2(g)W (s) + 3H2O (g)，氫氣的消耗量與增重質(zhì)量的關(guān)系為3mol:48g=xmol：4.8g，解得x=0.3，則H2的平均反應(yīng)速率為= 0．3 (mol／(L·min))，由化學(xué)方程式可知反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=，故答案為：0．3 (mol／(L·min))；；

（2）設(shè)氫氣的起始體積為a，變化體積為x，由題意建立如下三段式：

由H2與水蒸氣的體積比為2:3可得（a-x）：x=2：3，解得x=，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=60%；隨溫度的升高，H2與水蒸氣的體積比減小，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：60%；吸熱；

（3）A、前后氣體系數(shù)相等，“混合氣體的總壓強(qiáng)保持不變”不能作為平衡標(biāo)志，故錯(cuò)誤；

B、同向的，不是標(biāo)志，故錯(cuò)誤；

C、因不都是氣體，雖體積不變，“混合氣體的密度保持不變”只在平衡時(shí)，可做標(biāo)志，故正確；

D、M=m/n， m和n始終不變，不是標(biāo)志，故錯(cuò)誤；

C正確，故答案為：C；

（4）A、溫度升高，，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率加快，故錯(cuò)誤；

B、高溫下，WI4分解生成的W及I2，生成W附著在還沒(méi)有揮發(fā)的W上，故正確；

C、燈管壁溫度較低，WI4不會(huì)分解，壽命會(huì)降低，故錯(cuò)誤；

D、由所給化學(xué)方程式知，揮發(fā)的W與I2結(jié)合形成氣態(tài)WI4，由于氣體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，WI4會(huì)與還沒(méi)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(méi)有揮發(fā)的W上，燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用，故正確；

BD正確，故答案為：BD。