Question

金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質或耐高溫的合金，以及燈泡的燈絲。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) + 3H₂ (g)W (s) + 3H₂O (g)
請回答下列問題：
⑴上述反應的化學平衡常數表達式為___________________________。
⑵某溫度下反應達平衡時，H₂與水蒸氣的體積比為2:3，則H₂的平衡轉化率為_____________________；隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，則該反應為反應_____________________（填“吸熱”或“放熱”）。
⑶上述總反應過程大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關系如下表所示：

溫度	25℃  ~  550℃  ~  600℃  ~  700℃
主要成份	WO3      W2O5      WO2        W

 
第一階段反應的化學方程式為___________________________；580℃時，固體物質的主要成分為________；假設WO₃完全轉化為W，則三個階段消耗H₂物質的量之比為____________________________________。
⑷ 已知：溫度過高時，WO₂ (s)轉變為WO₂ (g)；
WO₂ (s) + 2H₂ (g)  W (s) + 2H₂O (g)；ΔH ＝ +66.0 kJ·mol－1
WO₂ (g) + 2H₂(g)  W (s) + 2H₂O (g)；ΔH ＝ －137.9 kJ·mol－1
則WO₂ (s)  WO₂ (g) 的ΔH ＝ ______________________。
⑸鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發，使燈絲變細，加入I₂可延長燈管的使用壽命，其工作原理為：W (s) +2I₂ (g)WI₄ (g)。下列說法正確的有____________。
a．燈管內的I₂可循環使用
b．WI₄在燈絲上分解，產生的W又沉積在燈絲上
c．WI₄在燈管壁上分解，使燈管的壽命延長   
d．溫度升高時，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率減慢

Answer 1

（1）    （2）60%  吸熱
（3）2WO₃+H₂=W₂O₅+H₂O；    W₂O₅和WO₂、   1:1:4；
（4）+203.9KJ.mol^-1         （5） a、b。

試題分析：
（1）根據方程式可得。
（2）H₂與水蒸氣的體積比減小，說明反應正向移動，則正反應是吸熱反應。
（3）由表格信息可知，第一階段反應時：2WO₃+H₂=W₂O₅+H₂O，主要成分為：W₂O₅和WO₂。
（4）根據蓋斯定律，ΔH ＝+203.9 KJ.mol^-1
（5）a、碘單質易升華，可以重復使用。
b、WI₄在燈絲上分解后可以重新沉淀。