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,在密闭容器中用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: (1)上述反应的化学平衡常数表达式为_________________________。 (2)某温度下反应达平衡时,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”)。 (3)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℃
主要成份
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____________________________________。 (4)已知:温度过高时,WO2 (s)转变为WO2 (g); WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g) ΔH= +66.0 kJ·mol-1 WO2 (g) + 2H2(g) W (s) + 2H2O (g) ΔH = -137.9 kJ·mol-1 则WO2 (s) WO2 (g) 的ΔH = ______________________。 (5)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) +2I2 (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