Question

（14分）利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”提純金屬鎢的反應(yīng)原理為：W(s)+I2(g)WI2(g) △H<0

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_________。

（2）在恒溫恒容條件下，能夠說明上述反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________（填代號(hào)）。

a．I2(g)與WI2(g)的濃度相等

b．W的質(zhì)量不再變化

c．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

d．容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)保持不變

（3）在一定溫度下，若平衡常數(shù)K=，向2L恒容密閉容器中加入l mol I2(g)和足量W(s)，5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡。則0-5 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(WI2)=_________，平衡時(shí)I2(g)的轉(zhuǎn)化率為_________。相同溫度下，若開始加入I2(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則下列數(shù)值是原來的2倍的是____（填代號(hào)）。

a．平衡常數(shù) b．達(dá)到平衡的時(shí)間

c．I2的物質(zhì)的量濃度 d．平衡時(shí)WI2的體積分?jǐn)?shù)

（4）為提高該反應(yīng)的反應(yīng)速率，同時(shí)使增大，可采取的措施為 ____________．

（5）工業(yè)上利用上述反應(yīng)原理提純金屬鎢的示意圖如下：

反應(yīng)在石英真空管中進(jìn)行，先在溫度為T2的一端放入未提純的W粉末和少量I2(g)，一段時(shí)間后，在溫度為T1的一端得到了純凈的晶體，則溫度T1_________T2（填“>”‘<”或“=”）。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是_________．

Answer 1

（1） （2）bc （3）0.025mol?????L-1?min-1 25% c （4）升高溫度 （5） > I2

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，因此根據(jù)反應(yīng)的方程式W(s)＋I(xiàn)2(g) WI2(g)可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝

（2）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，據(jù)此判斷。a．平衡時(shí)濃度不變，但物質(zhì)的濃度之間不一定相等或滿足某種關(guān)系，所以I2與WI2的濃度相等不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a錯(cuò)誤；b．W的質(zhì)量不再變化，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，b正確；c．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中容積始終是不變的，但氣體的質(zhì)量是變化的，因此密度是變化的，所以當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變時(shí)可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確；d．該反應(yīng)是氣體體積不變的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)始終不變，容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤；選bc。

（3），根據(jù)方程式可知W(s)＋I(xiàn)2(g)WI2(g)

起始濃度（mol/L） 0.5 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） x x

平衡濃度（mol/L） 0.5－x x K＝x/(0.5-x)=1/3 解得x＝0.125

v(WI2)=0.125/5=0.025mol?????L-1?min-1，平衡時(shí)I2(g)的轉(zhuǎn)化率為(0.125÷0.5)×100%=25% ,

a．溫度不變，平衡常數(shù)不變，錯(cuò)誤；b．濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，錯(cuò)誤；c．恒容密閉容器，增加I2的量，平衡不移動(dòng)，I2的物質(zhì)的量濃度是原來的2倍，正確；d．加入碘，平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)WI2的體積分?jǐn)?shù)不變，錯(cuò)誤；選c；

（4）提高該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，采取的措施為增大濃度，增大壓強(qiáng)，升高溫度和使用催化劑，但增大濃度，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，以及增大壓強(qiáng)或者加入催化劑，平衡都不移動(dòng)，不變，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，比值增大，所以要提高該反應(yīng)的反應(yīng)速率，同時(shí)使增大，可采取的措施只能是升高溫度；

（5）根據(jù)題意可知，不純W先轉(zhuǎn)化成氣體鎢化物，即平衡正向移動(dòng)，則采取降溫的方法，通過氣體擴(kuò)散，再在右端，將氣體鎢化物轉(zhuǎn)化成固體W，則采取升溫的方法，所以溫度T1大于T2，根據(jù)示意圖可知，碘是可循環(huán)的物質(zhì)。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡表達(dá)式，平衡狀態(tài)的判斷，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，影響化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的因素。