Question

碘鎢燈具有使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。一定溫度下，在碘鎢燈燈泡內(nèi)封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發(fā)生如下的可逆反應(yīng)：

W（s）+ I₂（g）  WI₂（g）ΔH<0

為模擬上述反應(yīng)，在450℃時(shí)向一體積為2L的恒容密閉容器中加入0.1mol碘單質(zhì)和足量的鎢，2min后反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得碘蒸氣濃度為0.005 mol·L^-1。請(qǐng)回答下列問題：

（1）前兩分鐘內(nèi)碘蒸氣的反應(yīng)速率為     ▲    。

（2）能夠說明上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有     ▲    。

A．I₂與WI₂的濃度相等

B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化

C．W的質(zhì)量不再變化

D．單位時(shí)間內(nèi)，金屬鎢消耗的物質(zhì)的量與碘化鎢生成的物質(zhì)的量相等

E．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

（3）下圖為該反應(yīng)在450℃時(shí)的時(shí)間—速率圖，則t₂時(shí)刻改變的外界條件可能是     ▲      ，若t₄時(shí)刻將容器壓縮至一半（各物質(zhì)狀態(tài)不變），保持該條件至t₆，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t₄到t₆時(shí)間段內(nèi)大致曲線圖，并在相應(yīng)曲線上標(biāo)上υ₃(正)、υ₃(逆)

 

              t₀     t₁     t₂     t₃     t₄      t₅    t₆     t

（4）假設(shè)燈絲溫度為660℃，燈泡壁溫度為350℃。請(qǐng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理分析在燈泡內(nèi)充入碘能夠延長(zhǎng)鎢絲壽命的原因    ▲     。

Answer 1

（1）0.0225mol·L^-1·min^-1（2分） （2）CE（2分）（3）充入碘蒸氣（或者增大碘蒸氣的濃度）（2分）　　　　　　　　　　 作圖（2分）

（4）擴(kuò)散到燈泡壁（低溫區(qū)）的鎢與I₂(g)發(fā)生反應(yīng)生成WI₂(g),WI₂(g)擴(kuò)散到燈絲（高溫區(qū)）重新分解出鎢沉積到燈絲表面，從而延長(zhǎng)鎢絲使用壽命。 （2分）