Question

（14分）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为：W(s)+I₂(g)WI₂(g) △H<0

（1）该反应的平衡常数表达式K=_________。

（2）在恒温恒容条件下，能够说明上述反应一定达到平衡状态的是_________（填代号）。

a．I₂(g)与WI₂(g)的浓度相等

b．W的质量不再变化

c．容器内混合气体的密度保持不变

d．容器内混合气体的压强保持不变

（3）在一定温度下，若平衡常数K=，向2L恒容密闭容器中加入l mol I₂(g)和足量W(s)，5 min后反应达到平衡。则0-5 min内的平均反应速率v(WI₂)=_________，平衡时I₂(g)的转化率为_________。相同温度下，若开始加入I₂(g)的物质的量是原来的2倍，则下列数值是原来的2倍的是____（填代号）。

a．平衡常数                 b．达到平衡的时间

c．I₂的物质的量浓度         d．平衡时WI₂的体积分数

（4）为提高该反应的反应速率，同时使增大，可采取的措施为 ____________．

（5）工业上利用上述反应原理提纯金属钨的示意图如下：

反应在石英真空管中进行，先在温度为T₂的一端放入未提纯的W粉末和少量I₂(g)，一段时间后，在温度为T₁的一端得到了纯净的晶体，则温度T₁_________T₂（填“>”‘<”或“=”）。上述反应体系中循环使用的物质是_________．

Answer

（1） （2）bc （3）0.025mol•••••L-1•min-1 25% c （4）升高温度 （5） > I2

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据反应的方程式W(s)＋I2(g) WI2(g)可知，该反应的平衡常数表达式K＝

（2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此判断。a．平衡时浓度不变，但物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，所以I2与WI2的浓度相等不能说明反应达到平衡状态，a错误；b．W的质量不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，b正确；c．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，因此密度是变化的，所以当容器内混合气体的密度保持不变时可以说明反应达到平衡状态，c正确；d．该反应是气体体积不变的可逆反应，压强始终不变，容器内混合气体的压强保持不变，不能说明反应达到平衡状态，d错误；选bc。

（3），根据方程式可知W(s)＋I2(g)WI2(g)

起始浓度（mol/L） 0.5 0

转化浓度（mol/L） x x

平衡浓度（mol/L） 0.5－x x K＝x/(0.5-x)=1/3 解得x＝0.125

v(WI2)=0.125/5=0.025mol•••••L-1•min-1，平衡时I2(g)的转化率为(0.125÷0.5)×100%=25% ,

a．温度不变，平衡常数不变，错误；b．浓度增大，化学反应速率增大，达到平衡的时间缩短，错误；c．恒容密闭容器，增加I2的量，平衡不移动，I2的物质的量浓度是原来的2倍，正确；d．加入碘，平衡不移动，平衡时WI2的体积分数不变，错误；选c；

（4）提高该反应的化学反应速率，采取的措施为增大浓度，增大压强，升高温度和使用催化剂，但增大浓度，相当于增大压强，以及增大压强或者加入催化剂，平衡都不移动，不变，升高温度，平衡逆向移动，比值增大，所以要提高该反应的反应速率，同时使增大，可采取的措施只能是升高温度；

（5）根据题意可知，不纯W先转化成气体钨化物，即平衡正向移动，则采取降温的方法，通过气体扩散，再在右端，将气体钨化物转化成固体W，则采取升温的方法，所以温度T1大于T2，根据示意图可知，碘是可循环的物质。

考点：考查化学平衡表达式，平衡状态的判断，化学反应速率的计算，影响化学反应速率与平衡的因素。