Question

钨是属于有色金属，也是重要的战略金属，钨矿在古代被称为“重石”．1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸，同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，并命名该元素．钨是的用途十分广，涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域．现在高温下，在密闭容器中用H₂还原WO₃可得到金属钨，其总反应为：WO₃（s）+3H₂（g）

高温

W（s）+3H₂O（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，H₂与水蒸气的体积比为2：3，则H₂的平衡转化率为______；随温度的升高，H₂与水蒸气的体积比减小，则该反应正反应为______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℃
主要成份	WO3W2O5WO2W

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______；假设WO₃完全转化为W，则三个阶段消耗H₂物质的量之比为______
（4）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：W（s）+2I₂（g）

1400℃

约3000℃

WI₄（g）．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．

Answer 1

（1）WO₃（s）+3H₂（g）

高温 .

W（s）+3H₂O（g）的平衡常数k=

c3(H2O)

c3(H2)

，故答案为：

c3(H2O)

c3(H2)

；
（2）由反应方程式知，消耗的H₂与生成的水的物质的量相等，故H₂的平衡转化率为

3mol

2mol+3mol

×100%=60%，
升高温度，H₂与水蒸气的体积比减小，说明升温时平衡向右移动，故正反应为吸热反应，
故答案为：60%，吸热；
（3）由表中主要成分与温度关系可知，第一阶段反应为WO₃与H₂反应是W₂O₅，同时还生成H₂O，反应方程式为：
2WO₃+H₂

高温 .

W₂O₅+H₂O，580℃时，温度介于550℃～600℃，固体为W₂O₅、WO₂的混合物；
假定有2molWO₃，由2WO₃+H₂

高温 .

W₂O₅+H₂O、W₂O₅+H₂?

高温 .

2WO₂+H₂O、WO₂+2H₂?

高温 .

W+2H₂O可知，三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol：1mol：2mol×2=1：1：4，
故答案为：2WO₃+H₂

高温 .

W₂O₅+H₂O，W₂O₅、WO₂，1：1：4；
（4）由所给化学方程式知，挥发的W与I₂结合形成气态WI₄，由于气体运动的结果，WI₄会与还没有挥发的W接触，在高温下WI₄分解生成的W及I₂，生成W附着在还没有挥发的W上，灯管内的I₂可循环使用，故A、B对；灯管壁温度较低，WI₄不会分解，故C错；升高温度，也能加快W与I₂的反应速率，故D错，
故答案为：A、B．