Question

TiCl₄是一种重要的化工原料，其工业生产过程如下：

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

回答下列问题：

1.该反应达到平衡后，若使正反应速率增大可采取的方法有_________。（选填编号）

a.加压           b.加入碳         c.升温          d.及时移走CO

2.若上述反应在固定体积的密闭容器中发生，一定能说明反应已达平衡的是_______。(选填编号）

a. 反应物不再转化为生成物       

b. 炉内FeTiO₃与TiCl₄的质量比保持不变

c. 反应的热效应不再改变         

d. 单位时间内，n(FeTiO₃)_消耗：n(FeCl₃）_生成=1:1

3.上述反应中所有非金属元素原子的半径从大到小的顺序为_____________；其中不属于同周期又不属于相邻族的两元素形成_____分子（填“极性”或“非极性”），通过比较____________可以判断这两种元素的非金属性。

4.上述反应中，非金属性最弱的元素原子的电子共占据_______个原子轨道，最外层电子排布式为____________。它形成的固态单质中只含一种强烈的相互作用力，则该单质属于______晶体。

5.为方便获得氯气，工业制TiCl₄厂可以和氯碱厂进行联合生产。CO可合成甲醇，若不考虑损失，上述联合生产在充分利用各种副产品的前提下，合成192 kg甲醇，至少需补充H₂_______mol。

Answer

ac bc Cl>C>O 非极性 最高价氧化物对应水化物的酸性 4 2s22p2 原子 5000

【解析】

1.a.反应中有气体参加，因此加压正反应速率增大，选项a正确；

b. 碳是固体，加入碳不能改变反应速率，选项b错误；

c. 升温正反应速率增大，选项c正确；

d. 及时移走CO正反应速率逐渐降低，选项d错误；

答案选ac；

2.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. 反应物不可能不再转化为生成物，选项a错误；

b. 炉内FeTiO3与TiCl4的质量比保持不变说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，选项b正确；

c. 反应的热效应不再改变说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，选项c正确；

d. 单位时间内，n(FeTiO3)消耗：n(FeCl3）生成=1:1表示的反应速率方向均是正方应，不能说明达到平衡状态，选项d错误；

答案选bc；

3.同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则上述反应中所有非金属元素原子的半径从大到小的顺序为Cl>C>O；其中不属于同周期又不属于相邻族的两元素是C和Cl，二者形成四氯化碳属于非极性_分子；非金属性越强最高价氧化物水化物的酸性越强，则可以通过比较最高价氧化物对应水化物的酸性判断这两种元素的非金属性；

4.上述反应中，非金属性最弱的元素是碳元素，碳元素的原子序数是6，则碳原子的电子共占据4原子轨道，最外层电子排布式为2s22p2；。它形成的固态单质中只含一种强烈的相互作用力，则该单质是金刚石，属于原子晶体；

5.192 kg甲醇的物质的量是6000mol，则根据CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知，合成6000mol甲醇需要CO的物质的量是6000mol、氢气的物质的量12000mol。根据方程式2FeTiO3(s)+7Cl2(g)+6C(s)2TiCl4（g)+2FeCl3(g)+6CO(g)可知6000molCO需要7000mol氯气，而根据方程式2NaCl+2H2O →2NaOH+H2↑+Cl2↑生成7000mol氯气的同时还有7000mol氢气产生，所以至少需补充氢气的物质的量是12000mol—7000mol＝5000mol。