Question

碘鎢燈具有使用壽命長、節能環保等優點．一定溫度下，在碘鎢燈燈泡內封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發生如下的可逆反應：W(s)＋I₂(g)WI₂(g)為模擬上述反應，在實驗室中準確稱取0.508 g碘、0.736 g金屬鎢放置于50.0 mL密閉容器中，并加熱使其反應．下圖是混合氣體中的WI₂蒸氣的物質的量隨時間變化關系的圖像[n(WI₂)～t]，其中曲線Ⅰ(0～t₂時間段)的反應溫度為450℃，曲線Ⅱ(從t₂時刻開始)的反應溫度為530℃．

請回答下列問題：

(1)該反應的化學平衡常數表達式為：K＝________

(2)該反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應．

(3)反應從開始到t₁(t₁＝3 min)時間內的平均速率v(I₂)＝________．

(4)能夠說明上述反應已經達到平衡狀態的有________．

a．I₂與WI₂的濃度相等

b．單位時間內，金屬鎢消耗的物質的量與單質碘生成的物質的量相等

c．容器內混合氣體的密度不再改變

d．容器內氣體壓強不發生變化

(5)在另一個體積為50.0 mL的容器里，在保持530℃溫度不變的情況下加入1.0160 g碘、和2.000 g金屬鎢，達到平衡時WI₂的物質的量為________mol．

(6)假設燈絲溫度為660℃，燈泡壁溫度為350℃．請根據化學平衡移動原理分析在燈泡內充入碘能夠延長鎢絲壽命的原因________

Answer 1

答案：
解析：

(1)K＝C(WI2)/C(I2) 　　(2)放熱， 　　(3)1.20×10－2 mol·L－1·min－1 　　(4)b、c 　　(5)2.40×10－3 mol 　　(6)擴散到燈泡內壁(低溫區)的鎢與I2(g)發生反應生成WI2(g)，WI2(g)擴散到燈絲(高溫區)重新分解出鎢沉積到燈絲表面，從而延長鎢絲使用壽命．