题目

题型：不详难度：来源：

（16分）金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H₂还原WO₃可得到金属钨，其总反应为：
WO₃（s）+3 H₂（g） W（s）+3 H₂O（g）
请回答下列问题：
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为                    
（2）某温度下反应达平衡时，随温度的升高， H₂与水蒸气的体积比减小，则该反应为_____________反应(填 吸热或放热)
（3）上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：

温度	25 ℃   ~    550 ℃    ~  600℃    ~   700℃
主要成分	WO3            W2O5            WO2             W

第一阶段反应的化学方程式为___________________________________________；580℃时，固体物质的主要成分为______       _________；,
（4）已知：温度过高时，WO₂（s）转变为WO₂（g）；
WO₂（s）+2 H₂（g） W（s）+2H₂O（g） ΔH＝+66 kJ·mol^-1
WO₂（g）+2 H₂（g） W（s）+2H₂O（g） ΔH＝ —137.9 kJ·mol^-1
则WO₂（s） WO₂（g）的ΔH＝_____   _______.
（5）钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I₂可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：

下列说法正确的有____________.
A．灯管内的I₂可循环使用
B．WI₄在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上
C．WI₄在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长
D．温度升高时， WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率减慢

答案

⑴K＝c³(H₂O)/c³(H₂) ⑵吸热  ⑶2WO₃+H₂W₂O₅+H₂O； W₂O₅ , WO₂
⑷ +203.9KJ/mol ⑸AB

解析

试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式K＝c³(H₂O)/c³(H₂)。
（2）反应达平衡时，随温度的升高， H₂与水蒸气的体积比减小，这说明升高温度平衡正反应方向移动，所以正反应是吸热反应。
（3）根据表中数据可知，第一阶段的生成物是W₂O₅，所以反应的化学方程式是2WO₃＋H₂W₂O₅＋H₂O。同样根据表中的数据可知，580℃时，固体物质的主要成分为W₂O₅和 WO₂。
（4）根据盖斯定律可知，①－②即得到WO₂（s） WO₂（g），所以ΔH＝＋66kJ/mol＋137.9kJ/mol＝＋203.9kJ/mol。
（5）该反应在不同温度下，反应进行的方向是不同的。高温下生成单质碘，而温度降低后，又消耗碘，所以灯管内的I₂可循环使用，A正确；该方程式可知，WI₄在灯丝上分解，产生的W是该题，会沉积在灯丝上，B正确，则C不正确；升高温度，反应速率都是增大，D不正确，答案选AB。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，设计新颖。注重考查学生分析问题、解决问题的能力。该题在书写平衡常数的表达式时需要特别是注意物质的状态，不同有利于培养学生的灵活应变能力以及严谨的逻辑思维能力。