鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個產(chǎn)業(yè)鏈(如圖所示),將大大提高資源的利用率,減少環(huán)境污染。

請回答下列問題:
(1)Ti的原子序數(shù)為22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式              。
(3)制備TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再經(jīng)焙燒制得。水解時需加入大量的水并加熱,請結(jié)合化學(xué)方程式和必要的文字說明原因:               
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar氣中進(jìn)行的理由是_________________________________。反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti,依據(jù)下表信息,需加熱的溫度略高于          ℃即可。

 
TiCl4
Mg
MgCl2
Ti
熔點(diǎn)/℃
-25.0
648.8
714
1667
沸點(diǎn)/℃
136.4
1090
1412
3287
 
(5)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)    CH3OH(g)。
①已知該反應(yīng)在300oC時的化學(xué)平衡常數(shù)為0.27,該溫度下將2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此反應(yīng)將             (填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”)。
②若不考慮生產(chǎn)過程中物質(zhì)的任何損失,上述產(chǎn)業(yè)鏈中每合成6 mol甲醇,至少需額外補(bǔ)充H2     mol。

(1)四;ⅣB(各1分)
(2)2FeTiO3+6C+7Cl2=2 FeCl3+2TiCl4+6CO(3分)
(3)TiCl4+(2+x)H2O TiO2·xH2O↓+4HCl,加入大量水并加熱,促使水解趨于完全;(3分)
(4)防止鈦 、鎂被氧化(或防止鈦鎂與空氣、水反應(yīng)),1412(各1分)
(5)①向逆反應(yīng)方向進(jìn)行②5(各2分)

解析試題分析:(1)Ti的原子序數(shù)為22,根據(jù)核外電子排布規(guī)律得Ti位于元素周期表中第四周期,第ⅣB元素;
(2)結(jié)合流程圖,鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式為2FeTiO3+6C+7Cl2=2 FeCl3+2TiCl4+6CO
(3)TiCl4水解生成TiO2·xH2O化學(xué)方程式為TiCl4+(2+x)H2O TiO2·xH2O↓+4HCl,產(chǎn)物氯化氫易揮發(fā),加入水并加熱,氯化氫濃度減小,平衡一直正向進(jìn)行,水解趨于完全;
(4)鈦、鎂易與空氣中的氧氣反應(yīng),得不到鈦單質(zhì);反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,Mg、MgCl2的沸點(diǎn)都比鈦的沸點(diǎn)低,所以溫度只要略高于1412℃即可把Mg、MgCl2除去;
(5)該溫度下CO、H2、CH3OH的濃度分別為1 mol/L、1.5 mol/L、1mol/L,其濃度商大于0.27,所以反應(yīng)逆向進(jìn)行;上述產(chǎn)業(yè)鏈中FeTiO3~7Cl2~6CO~6CH3OH,電解飽和食鹽水得7Cl2~7H2,所以產(chǎn)鏈中6CH3OH~7H2,而由CO和H2合成甲醇反應(yīng)中6CH3OH~12H2,所以生成6 mol甲醇,至少需額外補(bǔ)充H25mol。
考點(diǎn):考查核外電子排布,化學(xué)方程式的書寫,化學(xué)平衡理論的應(yīng)用,電解原理的應(yīng)用,分析計算能力

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應(yīng)的產(chǎn)率影響,在容積可變的密閉容器中分別作了四組實(shí)驗,實(shí)驗結(jié)果如下圖a、b所示。

(1)根據(jù)反應(yīng)及上圖(a),判斷△H     0(填“<”“=”或“>”,下同),△S    0;請選擇經(jīng)濟(jì)、且適宜的反應(yīng)溫度:        。
(2)下列事實(shí)可以說明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是          。
A.混合氣體的密度不再變化
B.氫氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D.單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)從壓強(qiáng)因素分析,為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采用      的生產(chǎn)條件。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法。水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果如上圖(b)所示。
①在做這四組實(shí)驗時,應(yīng)該采用的其他實(shí)驗條件是           。
A.反應(yīng)溫度相同         B.采用不同的催化劑
C.壓強(qiáng)都控制在常壓下    D.反應(yīng)相同時間時測定實(shí)驗數(shù)據(jù)
②圖(b)表明:                           。

③一定溫度下,在恒壓密閉容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的氣體,發(fā)生上述反應(yīng),在t1時刻達(dá)到平衡。保持其他條件不變,此時分離出一定量的水蒸氣,在t2時刻重新達(dá)到平衡,請在右圖中畫如反應(yīng)再次達(dá)到平衡過程的圖像。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某溫度時,在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)隨時間的變化關(guān)系曲線如下圖所示。
(1)由圖中的數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               
(2)反應(yīng)開始至2min時Z的平均反應(yīng)速率為                ;
(3)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度的敘述不正確的是             (    )

A.反應(yīng)限度是一種平衡狀態(tài),此時反應(yīng)已經(jīng)停止 
B.達(dá)到平衡狀態(tài)時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 
C.達(dá)到平衡狀態(tài)時,反應(yīng)物和生成物濃度都不再改變 
D.化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品 
E.化學(xué)平衡理論是研究怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品
(4)5min后曲線的含義                                                       

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

合成氨工業(yè)中,原料氣(N2、H2及少量的CO、NH3的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中的CO,其反應(yīng)是:[Cu(NH3)2CH3COO]+CO+NH3 [Cu(NH3)3]CH3COO·CO(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))
(1)必須除去原料氣中的CO的原因是               。
(2)醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液吸收CO的生產(chǎn)適宜條件是                                。
(3)吸收CO后的醋酸銅氨溶液經(jīng)過適當(dāng)處理又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,醋酸銅氨溶液再生的適宜條件是               。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的意義。其原理為:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,據(jù)此回答以下問題:
(1)①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=       。
②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知,對于該反應(yīng),溫度越高,其平衡常數(shù)的值越       
(2)某溫度下,若把10 mol N2與30 mol H2置于體積為10 L的密閉容器內(nèi),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,測得混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%,則該溫度下反應(yīng)的K=       (可用分?jǐn)?shù)表示)。能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是       (填字母)。
a.容器內(nèi)的密度保持不變
b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v(N2)=2v(NH3)
d.混合氣體中c(NH3)不變
(3)對于合成氨反應(yīng)而言,下列有關(guān)圖像一定正確的是(選填序號)       。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

一定溫度下,在一個10 L密閉容器中發(fā)生某可逆反應(yīng),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K。請回答下列問題。
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________;
若溫度升高,K增大,則該反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(2)能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母序號)。

A.v(H2O)=v(H2)
B.容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間改變
C.消耗n mol H2的同時消耗n mol CO
D.容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量不隨時間改變
(3)該反應(yīng)的v隨時間變化的關(guān)系如圖,在t2時改變了某種條件,改變的條件可能是________、________。

(4)實(shí)驗測得t2時刻容器內(nèi)有1 mol H2O(g),5 min后H2O(g)的物質(zhì)的量是0.8 mol,這5 min內(nèi)H2O(g)的平均反應(yīng)速率為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在溶液中,反應(yīng)A+2BC分別在三種不同實(shí)驗條件下進(jìn)行,它們的起始濃度均為c(A)=0.100 mol/L、c(B)=0.200 mol/L及c(C)=0 mol/L。反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。

請回答下列問題:
(1)與①比較,②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是:
②______________________________________________;
③______________________________________________;
(2)實(shí)驗②平衡時B的轉(zhuǎn)化率為________;實(shí)驗③平衡時C的濃度為________________;
(3)該反應(yīng)的ΔH________0,其判斷理由是_________________________________;
(4)該反應(yīng)進(jìn)行到4.0 min時的平均反應(yīng)速率:
實(shí)驗②:vB=________;
實(shí)驗③:vC=________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表所示:

t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
 
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=   。 
(2)該反應(yīng)為   反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。 
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是(  )
A.容器中壓強(qiáng)不變
B.混合氣體中c(CO)不變
C.v(H2)=v(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),試判斷此時的溫度為    ℃。 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入體積為2 L的恒溫密閉容器中,各物質(zhì)濃度隨時間變化的關(guān)系如圖1所示。

請回答:
(1)圖l中,曲線________(填“X”或“Y”)表示NO2濃度隨時間的變化情況;前10 min內(nèi)v(NO2)=________mol/(L·min)。
(2)下列選項中不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填選項字母)。

A.容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時間變化而改變
B.容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時間變化而改變
C.容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時間變化而改變
D.容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化
(3)反應(yīng)進(jìn)行到10 min時,共吸收熱量22.76 kJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_________________________________;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。
(4)反應(yīng)進(jìn)行到20 min時,再向容器內(nèi)充入一定量NO2,10 min后達(dá)到新的平衡,此時測得c(NO2)=0.9 mol/L。
①第一次平衡時混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)為ω1,達(dá)到新平衡后混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)為ω2,則ω1________ω2(填“>”、“=”或“<”);
②請在圖2中畫出20 min后各物質(zhì)的濃度隨時間變化的曲線(曲線上必須標(biāo)出“X”和“Y”)。

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