Question

14．金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)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(yīng)為：WO₃（s）+3H₂（g）$\stackrel{高溫}{?}$W（s）+3H₂O（g）
請(qǐng)回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
（2）某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H₂與水蒸氣的體積比為2：3，則H₂的平衡轉(zhuǎn)化率為60%；隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，則該反應(yīng)為反應(yīng)吸熱（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）上述總反應(yīng)過程大致分為三個(gè)階段，各階段主要成分與溫度的關(guān)系如表所示：

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

第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為2WO₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W₂O₅+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值寫K，注意固體、純液體不需要寫出；
（2）由反應(yīng)方程式知，消耗的H₂與生成的水的物質(zhì)的量相等，假定H₂與水蒸氣的物質(zhì)的量分別為2mol、3mol，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明平衡向正反應(yīng)移動(dòng)；
（3）由表中主要成分與溫度關(guān)系可知，第一階段反應(yīng)為WO₃與H₂反應(yīng)是W₂O₅，同時(shí)還生成H₂O，配平書寫方程式．

解答 解：（1）反應(yīng)WO₃（s）+3H₂（g）$\stackrel{高溫}{?}$W（s）+3H₂O（g），平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
故答案為：$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
 （2）由反應(yīng)方程式知，消耗的H₂與生成的水的物質(zhì)的量相等，故H₂的平衡轉(zhuǎn)化率為：$\frac{3mol}{2mol+3mol}$×100%=60%；升高溫度，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明升溫時(shí)平衡向右移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
故答案為：60%；吸熱；
（3）由表中主要成分與溫度關(guān)系可知，第一階段反應(yīng)為WO₃與H₂反應(yīng)是W₂O₅，同時(shí)還生成H₂O，反應(yīng)方程式為：2WO₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W₂O₅+H₂O；
故答案為：2WO₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W₂O₅+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的書寫、化學(xué)平衡移動(dòng)原理、化學(xué)平衡計(jì)算等，以考查學(xué)生的能力為主，注意基礎(chǔ)的掌握難度中等．