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化学反应原理中的相关理论可用于指导实验及工业生产中的各项问题,请回答下列问题:
(1)工业上,常采用以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料进行“加碳氯化”的方法生产TiCl4,相应的化学方程式为:
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g)  ΔH1=+181kJ•mol-1   K1=3.4×10-29
Ⅱ.2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)ΔH2=-221kJ•mol-1  K2=1.2×1048
①下列措施能提高Cl2的平衡转化率的是
D
D

A.保持恒容通入惰性气体
B.在反应器中增加C和TiO2的含量
C.提高反应温度
D.增大容器体积以减小体系压强
②结合数据,说明氯化过程中加碳的理由
反应I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×K=4.1×1019远大于K1,反应Ⅱ使TiO2氯化为TiCl4得以实现;△H=△HI+△H=-40kJ•mol-1,反应Ⅱ可为反应I提供所需的能量
反应I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×K=4.1×1019远大于K1,反应Ⅱ使TiO2氯化为TiCl4得以实现;△H=△HI+△H=-40kJ•mol-1,反应Ⅱ可为反应I提供所需的能量

(2)T℃下H2S可直接分解制取H2,反应的原理如下:2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)。实际生产中往刚性容器中同时通入H2S和水蒸气,水蒸气与反应体系的任何物质均不发生反应,测得容器总压(P总压)和H2S的转化率(a)随时间的变化关系如图1所示,计算反应在0-20min内的平均反应速率v(H2)=
1.2
1.2
kPa•min-1;平衡时,平衡常数Kp=
135
135
kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。

(3)已知(CH33CBr+OH-=(CH33COH+Br-的反应历程分两步:
①(CH33CBr=(CH33C++Br-
②(CH33C++OH-=(CH33COH
反应进程中的势能图如图2所示:如果增加(CH33CBr浓度,反应速率将
加快
加快
(填:加快、不变或变慢),如果增加OH浓度反应速率
不变
不变
(填:加快、不变或变慢),并结合反应势能图解释
由图可知,第一步反应的活化能大于第二步,说明总反应速率由第一步反应决定
由图可知,第一步反应的活化能大于第二步,说明总反应速率由第一步反应决定

【答案】D;反应I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×K=4.1×1019远大于K1,反应Ⅱ使TiO2氯化为TiCl4得以实现;△H=△HI+△H=-40kJ•mol-1,反应Ⅱ可为反应I提供所需的能量;1.2;135;加快;不变;由图可知,第一步反应的活化能大于第二步,说明总反应速率由第一步反应决定
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:79引用:3难度:0.5
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  • 1.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 2.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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