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氯氣是一種重要的化工原料。
(1)由氧化物經(jīng)氯化作用生成氯化物是工業(yè)生產氯化物的常用方法,例如,工業(yè)上,常采用“加碳氯化”的方法以高鈦渣(主要成分為TiO2)為原料生產TiCl4。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H1=+175.4 kJ?mol-1;KI=3.4×10-29
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2=-220.9 kJ?mol-1;K=1.2×1048
沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學方程式:
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=-45.5kJ?mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=-45.5kJ?mol-1

結合數(shù)據(jù)說明氯化過程中加碳的理由
反應I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KIK=4.1×1019遠大于K1,反應Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實現(xiàn);△H=△HI+△H=-45.5kJ?mol-1,反應Ⅱ可為反應I提供所需的能量
反應I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KIK=4.1×1019遠大于K1,反應Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實現(xiàn);△H=△HI+△H=-45.5kJ?mol-1,反應Ⅱ可為反應I提供所需的能量

(2)Cl2合成有機物時會產生副產物HCl。4HCl+O2
C
u
O
/
C
u
C
l
400
2Cl2+2H2O,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。
①若該反應在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當反應達平衡時,下列敘述正確的是 
ac
ac

a.v (HCl)=2 v(Cl2
b.4v(HCl)=v(O2
c.又加入1mol O2,達新平衡時,HCl的轉化率增大
d.分離出H2O,達新平衡時,v(HCl)增大
②如圖是該反應兩種投料比[
n
HC
l
n
O
2
分別為4:1和2:1]下,反應溫度對HCl平衡轉化率影響的曲線。下列敘述正確的是
ad
ad
。

a.該反應的正反應是放熱反應
b.其他條件不變,升高溫度,平衡常數(shù)K值增大
c.若平衡常數(shù)K值變大,達新平衡前v始終減小
d.若平衡常數(shù)K值變大,則平衡向正反應方向移動
(3)在一定溫度下,氯氣溶于水的過程及其平衡常數(shù)為:
Cl2(g)?Cl2(aq)   K1=
c
C
l
2
P

Cl 2(aq)+H2O(l)?H+ (aq)+Cl- (aq)+HClO(aq)   K2
其中p為Cl2(g)的平衡壓強,c(Cl2)為Cl2在水溶液中的平衡濃度。
①Cl2(g)?Cl2(aq)的焓變△H1
0。(填”>”、“=”或“<”)
②平衡常數(shù)K2的表達式為K2=
c
H
+
×
c
C
l
-
c
HC
l
O
c
C
l
2
c
H
+
×
c
C
l
-
c
HC
l
O
c
C
l
2
。
③氯氣在水中的溶解度(以物質的量濃度表示)為c,則c=
K1×p+
3
K
1
×
K
2
×
p
K1×p+
3
K
1
×
K
2
×
p
。(用平衡壓強p和上述平衡常數(shù)表示,忽略HClO的電離)
(4)在一定溫度下,以I2為催化劑,氯苯和Cl2在CS2中發(fā)生平行反應,分別生成鄰二氯苯和對二氯苯,兩產物濃度之比與反應時間無關。反應物起始濃度均為0.5 mol?L-1,反應30 min測得氯苯15%轉化為鄰二氯苯,25%轉化為對二氯苯。保持其他條件不變,若要提高產物中鄰二氯苯的比例,可采用的措施是
AB
AB
。
A.適當提高反應溫度
B.改變催化劑
C.適當降低反應溫度
D.改變反應物濃度

【答案】TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=-45.5kJ?mol-1;反應I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KIK=4.1×1019遠大于K1,反應Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實現(xiàn);△H=△HI+△H=-45.5kJ?mol-1,反應Ⅱ可為反應I提供所需的能量;ac;ad;<;
c
H
+
×
c
C
l
-
c
HC
l
O
c
C
l
2
;K1×p+
3
K
1
×
K
2
×
p
;AB
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:18引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6
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    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。

    ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
     

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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