Question

15．高溫下，在密閉容器中用H₂還原WO₃可得到金屬鎢，其總反應為：
WO₃（s）+3 H₂（g）?W（s）+3 H₂O（g）
請回答下列問題：
（1）上述反應的化學平衡常數表達式為K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$
（2）降低溫度，氫氣與水蒸汽的體積比增大，則該反應正反應為吸熱反應（填“吸熱”或“放熱”，此時逆反應速率減小（填“增大”“減小”或“不變”）
（3）燈管內封存的少量碘與使用過程中沉積在管壁上的鎢可以發生反應W（s）+I₂（g）$\frac{\underline{\;T_{1}\;}}{T_{2}}$WI₂（g）△H＜0（溫度T₁＜T₂）
①燈管工作時，燈絲附近溫度越高，WI₂（g）轉化率越高（填“越高”“越低”或“無變化”）
②利用該反應可以從鎢礦石（主要成分是W）提純鎢的操作是可往鎢礦石中，加入I₂單質，使其反應生成WI₂富集，再通過高溫加熱WI₂生成鎢，而提純W（文字描述）

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫，注意固體、純液體不需要寫出；
（2）降低溫度，氫氣與水蒸汽的體積比增大，則K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$減小，說明逆反應為放熱反應，正反應為吸熱反應，降低溫度，化學反應速率減小；
（3）①溫度越高平衡逆向移動分析WI₂（g）轉化率的變化；
②通過溫度、I₂濃度的改變導致W（s）+I₂（g）$\frac{\underline{\;T_{1}\;}}{T_{2}}$WI₂（g）的平衡移動分析提純方法．

解答 解：（1）WO₃（s）+3H₂（g） W（s）+3H₂O（g）的平衡常數K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$，
故答案為：K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（2）氫氣與水蒸汽的體積比增大，則K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$減小，降低溫度K減小，說明逆反應為放熱反應，正反應為吸熱反應，降低溫度，正、逆化學反應速率都減小，
故答案為：吸熱；減小；
（3）①該反應的正反應為放熱反應，溫度升高，化學平衡向左移動．所以燈絲附近溫度越高，WI₂的轉化率越高，
故答案為：越高；
②W（s）+I₂（g）$\frac{\underline{\;T_{1}\;}}{T_{2}}$WI₂（g）△H＜0，利用該反應，溫度為T₁時可往鎢礦石中，加入I₂單質，使平衡正向移動生成WI₂富集，再通過高溫加熱WI₂生成鎢，而提純W，
故答案為：可往鎢礦石中，加入I₂單質，使其反應生成WI₂富集，再通過高溫加熱WI₂生成鎢，而提純W．

點評 本題考查化學平衡常數的書寫和化學平衡移動原理等，題目選擇的素材比較陌生，側重于考查學生對化學反應原理的理解和掌握程度，難度中等．