Question

我国是世界上最大的钨储藏国。金属钨可用于制造灯丝、超硬模具和光学仪器。在工业上常采用高温还原WO₃法制取金属钨。回答下列问题：

（1）白钨矿(主要成分是CaWO₄)与盐酸反应生成沉淀，灼烧沉淀即可得到WO₃，上述两步反应的化学方程式为_________________、__________________。

（2）T℃时，WO₃经如下的四步反应生成W。每一步反应的焓变和平衡常数如下： WO₃(s)+0.1H₂(g)WO_2.9(s)+0.1H₂O(g)         △H₁   K₁

WO_2.9(s)+0.18H₂(g)WO_2.72(s)+0.18H₂O(g)      △H₂   K₂

WO_2.72(s)+0.72H₂(g)WO₂(s)+0.72H₂O(g)       △H₃   K₃

WO₂(s)+2H₂(g)W(s)+2H₂O(g)                △H₄   K₄

则该温度下，WO₃(s)+3H₂(g)W(s)+3H₂O(g)    △H=_________， K=__________。

（3）T₁℃时，将一定质量WO₃和8.0g H₂置于2 L密闭容器中，发生反应： WO₃(s)+3H₂(g)W(s)+3H₂O(g)，混合气体各组分物质的量之比随时间变化的关系如图所示：

①T₁℃时，H₂的平衡转化率a=_________%，反应平衡常数K=__________。

②若在4 min时降低并维持温度为T₂℃，则该反应的△H_______0，若在8 min时缩小容 器 容 积，则_________1.3。(填“>”“ <”或“=”)

Answer

62.5 4.6 > =

【解析】(1)盐能与酸反应，生成新酸与新盐，白钨矿(主要成分是CaWO4)与盐酸反应生成沉淀H2WO4，灼烧沉淀H2WO4即可得到WO3，化学方程式为：CaWO4+2HCl=H2WO4↓+CaCl2 ，H2WO4WO3+H2O 。(2)① WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g) △H1  K1，②WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g) △H2  K2，③WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g) △H3  K3，④WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) △H4  K4，根据盖斯定律，将①+②+③+④得该温度下，WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g) △H=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4，k=K1K2K3K4；(3)①n(H2)=8.0g/2g·mol－1=4mol

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

n始 4

n变 -x x

n平 4-x x

由图n(H2):n(H2O)=(4-x):x=0.6,x=2.5mol,T1℃时，H2的平衡转化率a=2.5/4=0.625；反应平衡常数K=1.253/0.753=4.6；②若在4 min时降低并维持温度为T2℃，温度降低，平衡逆向移动，则该反应的△H>0，若在8 min时缩小容器容积，平衡不移动，则=1.3。