【题目】金属钛(Ti)被称为21世纪金属,在航海、航空、记忆和涂料方面应用广泛,TiO2是一种优良的光催化剂。20世纪科学家尝试用多种方法将金红石(TiO2)还原,发现金红石直接氯化是冶炼钛的关键。

步骤:TiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(g)O2(g) ΔH=+1493kJmol-1ΔS=+61JK-1mol-1

该反应发生温度高达2170℃,能耗大,对设备和生产要求几乎达到苛刻程度。目前科学家采用金红石加碳氯化方法,在较温和条件下成功制取TiCl4,为人类快速迈进钛合金时代做出了巨大贡献。金红石加碳氯化的主要反应如下:

反应Ⅰ:TiO2(s)2Cl2(g) +C(s)TiCl4(g)CO2(g) ΔH1ΔS1=+64JK-1mol-1

反应Ⅱ:TiO2(s)2Cl2(g) +2C(s)TiCl4(g)2CO(g) ΔH2,△S2

已知:①C(s)O2(g)CO2(g) ΔH=-394.3kJmol-1

2C(s)O2(g)2CO(g) ΔH=-222.3kJmol-1

请回答:

1)反应Ⅰ的ΔH1__kJmol-1

2)对于气体参加的反应,表示平衡常数KP时,用气体组分B的平衡压强P(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的KP__(用表达式表示)

3)在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂TiO2表面与H2O发生反应,2N2(g)6H2O(1)4NH3(g)3O2(g) ΔH=+1530.4kJmol-1

进一步研究相同条件下NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见表:

实验组别

1

2

3

4

T/K

303

313

323

353

NH3生成量/(10-6mol)

4.8

5.9

6.0

2.0

O2生成量/(10-6mol)

3.6

4.4

4.5

1.5

反应时间/h

3

3

3

3

容器体积/L

2

2

2

2

①请在如图中画出上述反应在“有催化剂”与“无催化剂”两种情况下反应过程中体系能量随反应过程的变化趋势示意图(图中标明必要的文字说明)___

②根据表中数据,在303K时,在3h内用氮气表示其平均反应速率为___molL-1h-1。判断组别4中反应是否达到平衡状态___(填“是”或“否”),并说明理由___

 0  198381  198389  198395  198399  198405  198407  198411  198417  198419  198425  198431  198435  198437  198441  198447  198449  198455  198459  198461  198465  198467  198471  198473  198475  198476  198477  198479  198480  198481  198483  198485  198489  198491  198495  198497  198501  198507  198509  198515  198519  198521  198525  198531  198537  198539  198545  198549  198551  198557  198561  198567  198575  203614 

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