Question

I.已知：TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl₄(l)+O₂(g)  △H=+140kJ·mol^－1

2C(s)+O₂(g)=2CO(g)          △H=－221kJ·mol^－1

写出TiO₂和焦炭、氯气反应生成液态TiCl₄和CO气体的热化学方程式：                 。

II.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)+CO₂(g)

则可以判断该分解反应已经达到平衡状态的是         。

  A.2v_正(NH₃)=v_逆(CO₂)                  B.密闭容器中总压强不变

  C.密闭容器中混合气体的密度不变       D.密闭容器中氨气的体积分数不变

III．以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电解质是熔融碳酸盐。电池的一极通入O₂和CO₂，电极反应式为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；另一极通入丙烷，电极反应式为                 ；放电时，CO₃^2－移向电池的          （填“正”或“负”）极。

IV．如图装置所示，C、D、E、F都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和物质的量浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。

⑴若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为          。

⑵现用丙装置作“铜的电解精炼”，则H应该是           。（填“纯铜”或“粗铜”）。

⑶上图甲装置电解CuSO₄溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2mol Cu(OH)₂后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则乙装置中，若不考虑Cl₂的溶解及与碱的反应，此装置共产生气体        L（标准状况）。

Answer

I.TiO2(s)＋ 2C(s)＋2Cl2 (g)＝TiCl4(l)＋2CO(g)；△H= − 81kJ·mol-1  （2分）

   II.BC  （2分）

III．C3H8＋10CO32－－20e－===  4H2O＋13CO2（2分） 负  （1分）

IV．（1）1：2：2：2 （2分）（2）纯铜  （1分）（3）17.92 （2分）

【解析】I.考查盖斯定律的应用，根据已知反应可知，①＋②即得到TiO2(s)＋ 2C(s)＋2Cl2 (g)＝TiCl4(l)＋2CO(g)；△H= − 81kJ·mol-1。

II. 在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A中反应速率的方向相反，但不满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确。反应前后体积是变化的，因此压强也是变化的，B正确。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是变化的，C正确。由于反应物是固体，所以氨气的体积分数始终是不变的，D不正确。答案选BC。

III．丙烷失去电子，在负极通入，反应式为C3H8＋10CO32－－20e－===  4H2O＋13CO2。原电池中阴离子向负极移动。

IV．将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F是阴极，则E是阳极，D是阴极，C是阳极，所以A是正极，B是负极，H是阴极，G是阳极。

⑴若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质分别是氧气、铜、氯气和氢气，所以根据电子得失守恒可知，物质的量之比是1：2：2：2。

（2）粗铜精炼时，阴极H应该是纯铜。

（3）向所得溶液中加入0.2mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。说明在反应中除了生成氧气以外，还有氢气生成，其物质的量都是0.2mol。则乙中生成氢气和氯气都是0.4mol，所以体积是17.92L。