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;KⅡ=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-1TiO2(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=KIKⅡ=4.1×1019遠大于K1,反應Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-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=KIKⅡ=4.1×1019遠大于K1,反應Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-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 CuO/CuCl 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 acac
a.v (HCl)=2 v(Cl2)
b.4v正(HCl)=v逆(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正(HCl)增大
②如圖是該反應兩種投料比[n(HCl)n(O2)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 adad。
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逆始終減小
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(Cl2)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(Cl-)c(HClO)c(Cl2)c(H+)×c(Cl-)c(HClO)c(Cl2)。
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+3K1×K2×pK1×p+3K1×K2×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 ABAB。
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
C
u
O
/
C
u
C
l
400
℃
n
(
HC
l
)
n
(
O
2
)
c
(
C
l
2
)
P
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
K
1
×
K
2
×
p
3
K
1
×
K
2
×
p
【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=KIKⅡ=4.1×1019遠大于K1,反應Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-45.5kJ?mol-1,反應Ⅱ可為反應I提供所需的能量;ac;ad;<;;K1×p+;AB
c
(
H
+
)
×
c
(
C
l
-
)
c
(
HC
l
O
)
c
(
C
l
2
)
3
K
1
×
K
2
×
p
【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
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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 -
2.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(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=
(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
(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
②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
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(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發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
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(2)B的平均反應速率v(B)=
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