题目内容
【题目】中国是世界上最大的钨储藏国，超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料。
（1）工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金，已知：
①WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s) H1
②3Fe3O4(s)+8Al(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s) H2
则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为___(反应热写为H3并用含△H1、AH2的代数式表示)；在反应②中若有0.1molFe3O4参加反应，则转移电子___mol。
（2）自然界中钨主要存在于黑钨矿中(主要成分是铁和锰的钨酸盐)，从中制备出黄钨(WO3)后再用H2逐级还原：WO3→WO2.90→WO2.72→WO2→W，总反应为3H2(g)+WO3(s)
W(s)+3H2O(g) H，实验测得一定条件下平衡时H2的体积分数曲线如图所示：
①由图可知，该反应的H____(填“>”或“<”)0；a点处的v正___v逆(填“>”“<”或“=”)。
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，下列说法错误的是__(填序号)。
A.v正(H2)=v逆(H2O)
B.加入WO3，则H2的转化率增大
C.容器内气体的密度不变时，一定达到平衡状态
D.容器内压强不变时，一定达到平衡状态
③由图可知900K，氢气的平衡转化率为__，Kp(900K)=____(用平衡分压代替平衡浓度计算，已知：平衡分压=p总×气体物质的量分数)。
④已知在高温下，氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物WO2(OH)2，因此在反应中要适当加快氢气的流速，原因是__。
【答案】3Fe3O4(s)＋4W(s)=9Fe(s)＋4WO3(s) △H3=△H2-4△H1 0.8 > > BD 75% 27 加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率
【解析】
（1）①WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s) H1
②3Fe3O4(s)+8Al(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s) H2
由盖斯定律：①-②×4，则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为3Fe3O4(s)＋4W(s)=9Fe(s)＋4WO3(s) △H3=△H2-4△H1(反应热写为H3并用含△H1、AH2的代数式表示)；在反应②中若有0.1molFe3O4参加反应，则转移电子
×3×0.1mol=0.8mol。故答案为：3Fe3O4(s)＋4W(s)=9Fe(s)＋4WO3(s) △H3=△H2-4△H1；0.8；
（2）①由图可知，3H2(g)+WO3(s)
W(s)+3H2O(g) 随温度升高，氢气的体积分数减小，平衡正向进行，正向为吸热反应，该反应的H>0；a点要达平衡状态，氢的体积分数要减小，反应正向进行，a点处的v正>v逆 。故答案为：>；>；
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，
A．氢气消耗的速率与水消耗的速率相等，v正(H2)=v逆(H2O)，故A正确；
B．WO3是固体，加入WO3，则H2的转化率不变，故B错误；
C．反应前后气体的质量不同，容器内气体的密度不变时，一定达到平衡状态，故C正确；
D．反应前后气体的体积不变，容器内压强不变时，不一定达到平衡状态，故D错误；
故答案为：BD；
③由图可知900K，M点时氢气的体积分数为25%，设氢气的起始量为3mol，转化率为x，氢气的变化量为3xmol，列出三段式：
则有
，x=0.75，氢气的平衡转化率为75%；
平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压=气体总压×物质的量分数。水蒸汽的分压为p总×0.75，氢气的分压为p总×0.25，Kp(900K)=
=27。故答案为：75%；27；
④在高温下，氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物WO2(OH)2，因此在反应中要适当加快氢气的流速，原因是加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。故答案为：加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。
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