【題目】(題文)(題文)鎢是我國豐產(chǎn)元素,是熔點最高的金屬,廣泛用于拉制燈泡的燈絲,有“光明使者”的美譽。

(1)T℃時,WO3經(jīng)如下的四步反應生成W。每一步反應的焓變和平衡常數(shù)如下:

WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g) △H1 K1

WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g) △H2 K2

WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g) △H3 K3

WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) △H4 K4

則該溫度下,WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g) K=__________

(2)T1℃時,將4molH2和足量WO3置于2 L密閉容器中,發(fā)生反應:WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g),混合氣體各組分物質(zhì)的量之比隨時間變化的關(guān)系如圖所示:

①下列選項中能說明反應已經(jīng)達到平衡的是_________。(填字母)

a.反應速率ν(H2)=ν(H2O)

b.每斷裂3molH-H鍵的同時斷裂3molO-H鍵

c.反應熱不變

d.混合氣體的密度不再改變

e.體系的壓強不再改變

②反應在2min時達到平衡,此時H2的平衡轉(zhuǎn)化率a=_________%。

③若在4min時升高并維持溫度為T2℃,變化如圖所示,則該反應的△H_______0,若在8min時縮小容器容積,則________1.3。(填“>”“ <”或“=”)

(3)利用電解法可以從合金碳化鎢(WC)廢料中回收鎢元素(合金中鎢、碳均為單質(zhì))。電解時,用合金碳化鎢做陽極,不銹鋼做陰極,鹽酸溶液為電解液,陽極析出鎢酸(H2WO4)并放出CO2。該陽極的電極反應式為___________________________________。

【答案】K1K2K3K4d62.5<=WC+6H2O-10e-=H2WO4↓+CO2↑+10H

【解析】

(1)①WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g) K1

②WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g) K2 ③WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g) K3 ④WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) K4;

①+②+③+④可得WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g);(2)①根據(jù)平衡標志分析;②反應在2min時達到平衡, ,利用“三段式”計算H2的平衡轉(zhuǎn)化率。③若在4min時升高并維持溫度為T2℃,增大,說明平衡逆向移動;反應前后氣體物質(zhì)的量不變若在8min時縮小容器容積平衡不移動。(3)陽極碳化鎢失電子發(fā)生氧化反應生成鎢酸和二氧化碳

(1)①WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g) K1

②WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g) K2

③WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g) K3

④WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) K4

則該溫度下,①+②+③+④可得WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g),所以K= K1K2K3K4;(2)①a.反應速率ν(H2)、ν(H2O)都是指正反應,ν(H2)=ν(H2O)不一定平衡,故a錯誤; b.每斷裂3molH-H鍵的同時斷裂3molO-H鍵正逆反應速率比不等于系數(shù)比,不一定平衡故b錯誤; c.焓變與反應方程式的系數(shù)有關(guān),反應熱不變不一定平衡,故c錯誤; d.反應前后氣體質(zhì)量是變量、氣體物質(zhì)的量不變,根據(jù) ,密度是變量,混合氣體的密度不再改變一定平衡,故d正確; e.反應前后氣體物質(zhì)的量不變,壓強是恒量,體系的壓強不再改變不一定平衡,故e錯誤。②反應在2min時達到平衡 ,

WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g)

4 0 ;

轉(zhuǎn) /span> x x

4-x x

, x=2.5

H2的平衡轉(zhuǎn)化率a=③若在4min時升高并維持溫度為T2℃,增大,說明平衡逆向移動則該反應的△H<0;反應前后氣體物質(zhì)的量不變,若在8min時縮小容器容積,平衡不移動,所以=1.3。(3)(3)陽極碳化鎢失電子發(fā)生氧化反應生成鎢酸和二氧化碳陽極反應式是WC+6H2O-10e-=H2WO4↓+CO2↑+10H。

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