Question

【题目】（题文）（题文）钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。

（1）T℃时，WO3经如下的四步反应生成W。每一步反应的焓变和平衡常数如下：

WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g) △H1 K1

WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g) △H2 K2

WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g) △H3 K3

WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) △H4 K4

则该温度下，WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g) K=__________。

（2）T1℃时，将4molH2和足量WO3置于2 L密闭容器中，发生反应：WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)，混合气体各组分物质的量之比随时间变化的关系如图所示：

①下列选项中能说明反应已经达到平衡的是_________。（填字母）

a．反应速率ν(H2)=ν(H2O)

b．每断裂3molH-H键的同时断裂3molO-H键

c．反应热不变

d．混合气体的密度不再改变

e．体系的压强不再改变

②反应在2min时达到平衡，此时H2的平衡转化率a=_________%。

③若在4min时升高并维持温度为T2℃，变化如图所示，则该反应的△H_______0，若在8min时缩小容器容积，则________1.3。(填“>”“ <”或“=”)

（3）利用电解法可以从合金碳化钨(WC)废料中回收钨元素(合金中钨、碳均为单质）。电解时，用合金碳化钨做阳极，不锈钢做阴极，盐酸溶液为电解液，阳极析出钨酸（H2WO4）并放出CO2。该阳极的电极反应式为___________________________________。

Answer 1

【答案】K1K2K3K4d62.5<=WC＋6H2O－10e-=H2WO4↓＋CO2↑＋10H＋

【解析】

（1）①WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g) K1

②WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g) K2 ③WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g) K3 ④WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) K4；

①+②+③+④可得WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g)；（2）①根据平衡标志分析；②反应在2min时达到平衡， ，利用“三段式”计算H2的平衡转化率。③若在4min时升高并维持温度为T2℃，增大，说明平衡逆向移动；反应前后气体物质的量不变，若在8min时缩小容器容积平衡不移动。（3）阳极碳化钨失电子发生氧化反应生成钨酸和二氧化碳。

（1）①WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g) K1

②WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g) K2

③WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g) K3

④WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) K4

则该温度下，①+②+③+④可得WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g)，所以K= K1K2K3K4；（2）①a．反应速率ν(H2)、ν(H2O)都是指正反应，ν(H2)=ν(H2O)不一定平衡，故a错误； b．每断裂3molH-H键的同时断裂3molO-H键，正逆反应速率比不等于系数比，不一定平衡，故b错误； c．焓变与反应方程式的系数有关，反应热不变，不一定平衡，故c错误； d．反应前后气体质量是变量、气体物质的量不变，根据 ，密度是变量，混合气体的密度不再改变一定平衡，故d正确； e．反应前后气体物质的量不变，压强是恒量，体系的压强不再改变不一定平衡，故e错误。②反应在2min时达到平衡， ，

WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g)

始 4 0 ；

转 /span> x x

平 4-x x

， x=2.5

H2的平衡转化率a= ；③若在4min时升高并维持温度为T2℃，增大，说明平衡逆向移动，则该反应的△H<0；反应前后气体物质的量不变，若在8min时缩小容器容积，平衡不移动，所以=1.3。（3）（3）阳极碳化钨失电子发生氧化反应生成钨酸和二氧化碳，阳极反应式是WC＋6H2O－10e-=H2WO4↓＋CO2↑＋10H＋。