Question

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应．工业上由金红石（含TiO₂大于96%）为原料生产钛的流程如图1：

（1）TiCl₄遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式

 

．
（2）①若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是

 

．
②Cl₂含量检测仪工作原理如图2，则Cl₂在Pt电极放电的电极反应式为

 

．
③实验室也可用KClO₃和浓盐酸制取Cl₂，方程式为：KClO₃+6HCl（浓）=KCl+3Cl₂↑+3H₂O．当生成6.72LCl₂（标准状况下）时，转移的电子的物质的量为

 

 mol．
（3）一定条件下CO可以发生如下反应：4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H．
①该反应的平衡常数表达式为K=

 

．
②将合成气以

n(H2)

n(CO)

=2通入1L的反应器中，CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图3所示，下列判断正确的是

 

（填序号）．
a．△H＜0   b．P₁＜P₂＜P₃c．若在P₃和316℃时，起始时

n(H2)

n(CO)

=3，则达到平衡时，CO转化率小于50%
③采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H₂制备二甲醚（简称DMA）．观察图4回答问题．催化剂中

n(Mn)

n(Cu)

约为

 

时最有利于二甲醚的合成．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,转化率随温度、压强的变化曲线,盐类水解的原理

专题：化学平衡专题,盐类的水解专题

分析：（1）水解是结合水电离出的氢氧根离子或氢离子生成弱电解质的过程；
（2）①在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，催化剂加快反应速率；
②Cl₂在Pt电极放电，生成AgCl；
③KClO₃+6HCl（浓）═KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，生成3molCl₂转移5mol电子；
（3）①化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
②a．根据温度对CO的转化率的影响分析；
b．该反应正方向为体积减小的方向，根据压强对CO转化率的影响分析；
c．若在P₃和316℃时，起始时

n(H2)

n(CO)

=3，则增大了氢气的量；
③根据图中生成二甲醚的最大值分析．

解答： 解：（1）TiCl₄遇水强烈水解，钛离子结合氢氧根离子形成氢氧化钛出的和氯化氢，反应进行彻底，反应的化学方程式TiCl₄+4H₂O?Ti（OH）₄↓+4HCl↑或TiCl₄+3H₂O=H₂TiO₃↓+4HCl↑，
故答案为：TiCl₄+4H₂O=Ti（OH）₄↓+4HCl↑或TiCl₄+3H₂O=H₂TiO₃↓+4HCl↑；
（2）①由在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快可知，铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用，
故答案为：铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用；
②Cl₂在Pt电极放电，生成AgCl，电极反应为Cl₂+2e^-+2Ag⁺═2AgCl，
故答案为：Cl₂+2e^-+2Ag⁺═2AgCl；
③KClO₃+6HCl（浓）═KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，生成3molCl₂转移5mol电子，制取标准状况下6.72L氯气，其物质的量为

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，则转移电子为0.3mol×

5

3

=0.5mol，
故答案为：0.5；
（3）①反应4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的平衡常数K=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c4(H2)?c2(CO)

，
故答案为：

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c4(H2)?c2(CO)

；
②a．由图可知随温度升高，CO的转化率降低，说明升高温度平衡逆移，则正方向为放热反应，故△H＜0，故A正确；
b．该反应正方向为体积减小的方向，增大压强CO的转化率增大，所以P₁＞P₂＞P₃，故B错误；
c．若在P₃和316℃时，起始时

n(H2)

n(CO)

=3，则增大了氢气的量，增大氢气的浓度，平衡正移，CO的转化率增大，所以CO转化率大于50%，故C错误；
故答案为：a；
③由图可知当催化剂中

n(Mn)

n(Cu)

约为2时，CO的转化率最大，生成二甲醚的最多，故答案为：2.0．

点评：本题考考查了化学平衡常数的含义、盐类水解原理、转化率的影响因素等，题目涉及的知识点较多，综合性较强，题目难中等．