Question

（14分）

（1）由金红石(TiO₂)制取单质Ti涉及的步骤为：TiO₂→TiCl₄Ti。

已知：

①C(s)＋O₂(g)===CO₂(g) ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1

②2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g) ΔH₂＝－566 kJ·mol^－1

③TiO₂(s)＋2Cl₂(g)TiCl₄(s)＋O₂(g)   ΔH₃＝＋141 kJ·mol^－1

则TiO₂(s)＋2Cl₂(g)＋2C(s)TiCl₄(s)＋2CO(g)的 ΔH=         。

（2）在一定温度下，5L密闭容器中进行TiO₂(s)＋2Cl₂(g)＋2C(s)TiCl₄(s)＋2CO(g)反应，若容器中加入足量的TiO₂和C后，充入0.2mol的Cl₂，经过5s达到平衡时Cl₂转化率为80%。

①计算v（CO）=      mol/(L·s) ，此温度下的平衡常数K=        。

②用Cl₂的物质的量浓度的改变来表示反应速率v_正、v_逆与时间的关系图，则图中阴影部分的面积为               。

③以下各项不能说明该反应达到平衡状态的是     。

A. 气体的密度不随时间改变    

B. 容器中的压强不随时间变化

C. CO的浓度不随时间变化     

D. TiCl₄物质的量不随时间变化

E. TiCl₄与CO物质的量之比不随时间变化

④若继续充入0.2molCl₂，重新达到平衡后Cl₂的浓度为          mol/L。

（3）反应③经过10 min达到平衡，得到物质的量浓度与时间的关系如下图。若将容器的容积压缩为原来的一半,再经过5 min后重新达到平衡时的平衡常数为        ，若升高温度该反应的平衡常数将        （填：增大、减小或不变）。

Answer

（14分）

（1）ΔH＝－80 kJ·mol－1 （2分）

（2）①6.4×10-3 16 ②0.032mol/L ③BE ④0.016 （各2分，共10分）

（3）0.5 增大 （共2分）

【解析】

试题分析：（1）结合盖斯定律理论，求算总反应式的反应热时，可将①③的正反应与②的逆反应相加并同时注意化学计量数的变化就可以了，最终所得ΔH＝－80 kJ·mol－1 （2）充入0.2mol的Cl2，经过5s达到平衡时Cl2转化率为80%，则变化的Cl2为0.16mol，因此生成的CO也为0.16mol，容器体积为5L，时间为5s，可计算出①v（CO）=6.4×10-3 mol/(L·s)。至于该反应平衡时的化学平衡常数只要根据平衡常数的概念就可以计算出平衡常数为16。②速率与时间的图像显示的应该是浓度，故图中阴影部分的面积为Cl2在5s内变化的浓度为0.032mol/L。 ③化学平衡是动态平衡，体现平衡时的标志是正逆反应速率相等和各物质的量不再随时间变化而变化，故不能体现平衡状态的是B E 。④若继续充入0.2molCl2，平衡不移动，但浓度是原平衡时浓度的2倍，为0.016mol/L。

（3）可结合图像，计算出10 min达到平衡时的平衡常数为0.5，再改变体积重新平衡，但因为温度不变，故平衡常数仍为0.5。反应③是吸热反应，升高温度平衡向正方向移动，故平衡常数增大。

考点：热化学反应与化学平衡 涉及运用盖斯定律计算反应热、化学速率的计算、平衡常数、平衡状态的判断等。