Question

【題目】TiCl4是一種重要的化工原料，其工業生產過程如下：

2FeTiO3(s) + 7Cl2(g) + 6C (s)2TiCl4(g)+ 2FeCl3(g) + 6CO(g) – Q (Q>0)

回答下列問題：

1.該反應達到平衡后，若使正反應速率增大可采取的方法有_________。（選填編號）

a.加壓 b.加入碳 c.升溫 d.及時移走CO

2.若上述反應在固定體積的密閉容器中發生，一定能說明反應已達平衡的是_______。(選填編號）

a. 反應物不再轉化為生成物

b. 爐內FeTiO3與TiCl4的質量比保持不變

c. 反應的熱效應不再改變

d. 單位時間內，n(FeTiO3)消耗：n(FeCl3）生成=1:1

3.上述反應中所有非金屬元素原子的半徑從大到小的順序為_____________；其中不屬于同周期又不屬于相鄰族的兩元素形成_____分子（填“極性”或“非極性”），通過比較____________可以判斷這兩種元素的非金屬性。

4.上述反應中，非金屬性最弱的元素原子的電子共占據_______個原子軌道，最外層電子排布式為____________。它形成的固態單質中只含一種強烈的相互作用力，則該單質屬于______晶體。

5.為方便獲得氯氣，工業制TiCl4廠可以和氯堿廠進行聯合生產。CO可合成甲醇，若不考慮損失，上述聯合生產在充分利用各種副產品的前提下，合成192 kg甲醇，至少需補充H2_______mol。

Answer 1

【答案】ac bc Cl>C>O 非極性 最高價氧化物對應水化物的酸性 4 2s22p2 原子 5000

【解析】

1.a.反應中有氣體參加，因此加壓正反應速率增大，選項a正確；

b. 碳是固體，加入碳不能改變反應速率，選項b錯誤；

c. 升溫正反應速率增大，選項c正確；

d. 及時移走CO正反應速率逐漸降低，選項d錯誤；

答案選ac；

2.在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。

a. 反應物不可能不再轉化為生成物，選項a錯誤；

b. 爐內FeTiO3與TiCl4的質量比保持不變說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態，選項b正確；

c. 反應的熱效應不再改變說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態，選項c正確；

d. 單位時間內，n(FeTiO3)消耗：n(FeCl3）生成=1:1表示的反應速率方向均是正方應，不能說明達到平衡狀態，選項d錯誤；

答案選bc；

3.同周期自左向右原子半徑逐漸減小，同主族自上而下原子半徑逐漸增大，則上述反應中所有非金屬元素原子的半徑從大到小的順序為Cl>C>O；其中不屬于同周期又不屬于相鄰族的兩元素是C和Cl，二者形成四氯化碳屬于非極性_分子；非金屬性越強最高價氧化物水化物的酸性越強，則可以通過比較最高價氧化物對應水化物的酸性判斷這兩種元素的非金屬性；

4.上述反應中，非金屬性最弱的元素是碳元素，碳元素的原子序數是6，則碳原子的電子共占據4原子軌道，最外層電子排布式為2s22p2；。它形成的固態單質中只含一種強烈的相互作用力，則該單質是金剛石，屬于原子晶體；

5.192 kg甲醇的物質的量是6000mol，則根據CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知，合成6000mol甲醇需要CO的物質的量是6000mol、氫氣的物質的量12000mol。根據方程式2FeTiO3(s)+7Cl2(g)+6C(s)2TiCl4（g)+2FeCl3(g)+6CO(g)可知6000molCO需要7000mol氯氣，而根據方程式2NaCl+2H2O →2NaOH+H2↑+Cl2↑生成7000mol氯氣的同時還有7000mol氫氣產生，所以至少需補充氫氣的物質的量是12000mol—7000mol＝5000mol。