化學(xué)反應(yīng)原理中的相關(guān)理論可用于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)及工業(yè)生產(chǎn)中的各項(xiàng)問題,請(qǐng)回答下列問題:
(1)工業(yè)上,常采用以高鈦渣(主要成分為TiO2)為原料進(jìn)行“加碳氯化”的方法生產(chǎn)TiCl4,相應(yīng)的化學(xué)方程式為:
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+181kJ?mol-1 K1=3.4×10-29
Ⅱ.2C(s)+O2(g)?2CO(g)ΔH2=-221kJ?mol-1 K2=1.2×1048
①下列措施能提高Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率的是
D
D
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A.保持恒容通入惰性氣體
B.在反應(yīng)器中增加C和TiO2的含量
C.提高反應(yīng)溫度
D.增大容器體積以減小體系壓強(qiáng)
②結(jié)合數(shù)據(jù),說明氯化過程中加碳的理由 反應(yīng)I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×KⅡ=4.1×1019遠(yuǎn)大于K1,反應(yīng)Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-40kJ?mol-1,反應(yīng)Ⅱ可為反應(yīng)I提供所需的能量
反應(yīng)I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×KⅡ=4.1×1019遠(yuǎn)大于K1,反應(yīng)Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-40kJ?mol-1,反應(yīng)Ⅱ可為反應(yīng)I提供所需的能量
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(2)T℃下H2S可直接分解制取H2,反應(yīng)的原理如下:2H2S(g)?2H2(g)+S2(g)。實(shí)際生產(chǎn)中往剛性容器中同時(shí)通入H2S和水蒸氣,水蒸氣與反應(yīng)體系的任何物質(zhì)均不發(fā)生反應(yīng),測(cè)得容器總壓(P總壓)和H2S的轉(zhuǎn)化率(a)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖1所示,計(jì)算反應(yīng)在0-20min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=1.2
1.2
kPa?min-1;平衡時(shí),平衡常數(shù)Kp=135
135
kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。
(3)已知(CH3)3CBr+OH-=(CH3)3COH+Br-的反應(yīng)歷程分兩步:
①(CH3)3CBr=(CH3)3C++Br-
②(CH3)3C++OH-=(CH3)3COH
反應(yīng)進(jìn)程中的勢(shì)能圖如圖2所示:如果增加(CH3)3CBr濃度,反應(yīng)速率將 加快
加快
(填:加快、不變或變慢),如果增加OH濃度反應(yīng)速率 不變
不變
(填:加快、不變或變慢),并結(jié)合反應(yīng)勢(shì)能圖解釋 由圖可知,第一步反應(yīng)的活化能大于第二步,說明總反應(yīng)速率由第一步反應(yīng)決定
由圖可知,第一步反應(yīng)的活化能大于第二步,說明總反應(yīng)速率由第一步反應(yīng)決定
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