金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为: WO3(s)+3H2(g)
W (s) +3H2O (g)
请回答下列问题:
⑴上述反应的化学平衡常数表达式为 。
⑵某温度下反应达到平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转
化率为 ;随着温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
⑶上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:
| 温度 | 25 ℃~550 ℃~600 ℃~700 ℃ |
| 主要成分 | WO3 W2O5 WO2 W |
第一阶段反应的化学方程式为 ;580 ℃时,固体物质的主要成分为 ;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为
。
⑷已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
WO2(s)+2H2(g)
W(s)+2H2O (g) ∆H=+66.0 kJ/mol
WO2(g)+2H2(g)
W(s)+2H2O (g) ∆H=-137.9 kJ/mol
则WO2(s)
WO2(g)的∆H= 。
⑸钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+ 2 I2 (g)
WI4 (g)。下列说法正确的有 。
a.灯管内的I2可循环使用
b.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
c.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
d.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢