Question

14．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）$\stackrel{高溫}{?}$W（s）+3H₂O（g）
請回答下列問題：
（1）上述反應的化學平衡常數(shù)表達式為$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
（2）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60%；隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，則該反應為反應吸熱（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）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2WO₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W₂O₅+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(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）由反應方程式知，消耗的H₂與生成的水的物質的量相等，假定H₂與水蒸氣的物質的量分別為2mol、3mol，再根據轉化率定義計算；
隨溫度的升高，H₂與水蒸氣的體積比減小，說明平衡向正反應移動；
（3）由表中主要成分與溫度關系可知，第一階段反應為WO₃與H₂反應是W₂O₅，同時還生成H₂O，配平書寫方程式．

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

點評 本題考查化學平衡常數(shù)的書寫、化學平衡移動原理、化學平衡計算等，以考查學生的能力為主，注意基礎的掌握難度中等．