（化学专项题型）化学反应原理综合题-备战《高考化学》母题题源解密-附解析.pdf

专题16化学反应原理综合题

【母题来源】2022年全国甲卷

【母题题文】金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金

红石TiO2转化为TiCl4,再进一步还原得到钛.回答下列问题：

(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法.在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：

TiO(s)+2Cl(g)=TiCl(g)+O(g)ΔH=172kJmol-1,K=1.010-2

(ⅰ)直接氯化：22421p1

TiO(s)+2Cl(g)+2C(s)=TiCl(g)+2CO(g)ΔH=-51kJmol-1,K=1.21012Pa

(ⅱ)碳氯化：2242p2

2C(s)+O(g)=2CO(g)-1K=

①反应2的ΔH为_______kJmol,p_______Pa.

②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是_______.

③对于碳氯化反应：增大压强,平衡_______移动(填”向左”“向右”或”不”);温度升高,平衡转化率

_______(填”变大”“变小”或”不变”).

5TiOCl

(2)在1.010Pa,将2、C、2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应.体系中气体平衡组成比例(物质的量

分数)随温度变化的理论计算结果如图所示.

K1400℃

C(s)CO(g)2CO(g)pPa

①反应2的平衡常数_______.

②图中显示,在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是

_______.

TiOTiOC

(3)2碳氯化是一个”气—固—固”反应,有利于2“固—固”接触的措施是_______.

【答案】(1)-2231.2×1014碳氯化反应气体分子数增加,∆H小于0,是熵增、放热过程,熵

判据与焓判据均是自发过程,而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程向左变小

(2)7.2×105为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的TiCl产品,提高效益

4

(3)将两固体粉碎后混合,同时鼓入Cl,使固体粉末”沸腾”

2

【试题解析】

(1)①根据盖斯定律,将”反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应2C(s)+O(g)=2CO(g),则∆H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-

2

K12

p21.210Pa

K-2

p11.01014

223kJ/mol;则Kp===1.2×10Pa;

②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,因为碳氯化反应气体分子数增加,∆H小于0,是熵增、放热过程,熵判

据与焓判据均是自发过程,而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程;

③对应碳氯化反应,气体分