Question

（18分）鈦被譽(yù)為“二十一世紀(jì)的金屬”，用途廣泛。按下圖所示組成的產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率并能減少環(huán)境污染。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）已知中FeTiO3元素的化合價(jià)為+3，鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的過(guò)程中________元素被氧化，每生產(chǎn)1. 9kgTiCl4 消耗Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。

則金屬M(fèi)g還原TiCl4制取金屬Ti (s)的熱化學(xué)方程式為___________.

（3）某化學(xué)興趣小組探究外界條件對(duì)合成甲醇反應(yīng)的影響。

①在300℃時(shí)，向體積為1L的密閉容器中加入2mol H2和1mol CO，CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

則從反應(yīng)開始到建立平衡，v(H2)為___________ ；

該溫度下的化學(xué)平衡常

數(shù)為___________ 。

②在其它條件不變，只改變其中的一個(gè)條件，該小組同學(xué)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)繪制如下圖像，其中與事實(shí)相符的是為___________（填

序號(hào)）。

（4）電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)。

①電解飽和食鹽水的離子方程式為為___________ 。

②電解時(shí)用鹽酸控制陽(yáng)極區(qū)溶液的pH在2～3，鹽酸的作用為為___________。（用必要的離子方程式和文字說(shuō)明）

 

Answer 1

（18分）

（1）Ti、C（2分），784（3分）

（2）2Mg（s）+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s) ?H=-478kJ?mol?1（2分）

（3）①0.15mo?L-1?min-1（2分） 12（2分）

②AD（3分）（缺1項(xiàng)扣1分，有錯(cuò)誤選項(xiàng)不給分）

（4）①2Cl?+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH?（2分）

②Cl2與H2O反應(yīng)：Cl2+H2OH++Cl?+HClO，增大H+濃度使平衡逆向移動(dòng)，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2逸出。（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)流程圖可知FeTiO3、C、Cl2反應(yīng)生成FeCl3、TiCl4、CO，化合價(jià)升高的元素為Ti和C，所以Ti和C元素被氧化；1. 9kgTiCl4 消 物質(zhì)的量為：1900g÷190g/mol=10mol，根據(jù)FeTiO3可知生成的FeCl3和TiCl4物質(zhì)的量相等，都是10mol，根據(jù)Cl元素守恒Cl2的物質(zhì)的量為(30mol+40mol)÷2=35mol，所以消耗Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為：35mol×22.4L/mol=784L。

（2）首先寫出金屬M(fèi)g還原TiCl4制取金屬Ti (s)的化學(xué)方程式，并注明狀態(tài)：2Mg（s）+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+

Ti(s)，然后根據(jù)蓋斯定律求焓變，?H=2?H1—?H2=-478kJ?mol?1，可得熱化學(xué)方程式。

（3）①v(H2)=v(CH3OH)=2×0.75mol/L÷10min=0.15mo?L-1?min-1；根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算：

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始濃度(mol?L?1) 1 2 0

轉(zhuǎn)化濃度(mol?L?1) 0.75 1.5 0.75

平衡濃度(mol?L?1) 0.25 0.5 0.75

則化學(xué)平衡常數(shù)為：0.75mol/L÷[0.25mol/L×(0.5mol/L )2] =12(mol?L?1)-2

② A、CO與H2生成CH3OH的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，350℃大于300℃，反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量減小，正確；B、該反應(yīng)正反應(yīng)方向氣體系數(shù)減小，所以增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量增大，圖像錯(cuò)誤；C、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，350℃大于300℃，反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量減小，圖像錯(cuò)誤；D、催化劑能加快反應(yīng)速率，但不影響化學(xué)平衡，圖像正確。

（4）①電解飽和食鹽水生成H2、Cl2、NaOH，離子方程式為：2Cl?+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH?

② 因?yàn)殛?yáng)極生成Cl2，Cl2能溶于H2O且與水反應(yīng)：Cl2+H2OH++Cl?+HClO，加入鹽酸控制陽(yáng)極區(qū)溶液的pH在2～3，增大H+濃度使平衡逆向移動(dòng)，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2逸出。

考點(diǎn)：本題考查熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、電解原理、化學(xué)計(jì)算。