Question

11．钛（Ti）由于稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗腐蚀性以及强度、低密度被誉为“太空金属”．工业上制金属钛是先将金红石（TiO₂）和碳粉混合加热至1000～1100K进行氯化处理，发生反应如下：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）?TiCl₄（g）+2CO（g）+72.1kJ，在采用金属热还原法还原四氯化钛（TiCl₄）得到钛．
完成下列填空：
氯化反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（CO）}{{c}^{2}（C{l}_{2}）}$．若反应容器的容积为2L，4min后达到平衡，测得固体的质量减少了10.4g，则Cl₂平均反应速度为0.025mol/（L•min）

Answer 1

分析 平衡常数指一定温度下到达平衡时，生成物浓度化学计量数次数幂之积与反应物浓度化学计量数次数幂之积的比值；
根据差量法计算参加反应的Cl₂的物质的量，再根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（HCl）．

解答 解：可逆反应TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）?TiCl₄（g）+2CO（g）的平衡常数k=$\frac{{c}^{2}（CO）}{{c}^{2}（C{l}_{2}）}$；
反应容器的容积为2L，4min后达到平衡，测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol，则：
TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）?TiCl₄（g）+2CO（g） 固体的质量减少
80        24       2mol                           104
                   n（Cl₂）                      10.4g
故n（Cl₂）=0.2mol，
则v（Cl₂）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{4min}$=0.025mol/（L•min），
故答案为：$\frac{{c}^{2}（CO）}{{c}^{2}（C{l}_{2}）}$；0.025．

点评 本题考查化学平衡常数、反应速率计算，比较基础，注意利用差量法计算参加反应的氯气的物质的量．