时间:2020-08-13 07:18:35
1、简答题 钛是继铁、铝后的第三金属，常温下钛的化学活性很小，仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用．但在较高温度下，钛可与多种单质和化合物发生反应．工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石（含TiO2大于96%）等为原料生产．
（1）由金红石为原料采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下：
①沸腾氯化炉中反应：TiO2（s）+2Cl2?（g）=TiCl4（l）+O2（g），在常温下能否自发进行（已知该反应△H=184kJ/mol，△S=57.74J/K）______（选填：“能”或“不能”）．
②已知：Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2kJ/mol；2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol；
Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol．
则TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）△H=______kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%～1.5%的盐酸洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，用盐酸洗涤的目的______．
（2）科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发，找出了冶炼钛的新工艺．试回答下列有关问题．
①TiO2直接电解法（剑桥法）生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如右图所示，
阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为：______．
②SOM技术是一种绿色环保先进技术，阳极用金属陶瓷，并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开，阳极通入某种还原性气体，可防止CO、CO2污染物产生，通入的气体是______．
（3）海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯，也可通过碘提纯法，原理为：
，下列说法正确的是______．
（a）?该反应正反应为的△H＞0
（b）?在不同温度区域，TiI4的量保持不变
（c）?在提纯过程中，I2的量不断减少
（d）?在提纯过程中，I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区．
参考答案：（1）①△G=△H-T△S=184kJ/mol-298K×0.05774kJ/K=166.79kJ＞0，所以不能自发进行，故答案为：不能；
②（I） Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2 kJ/mol；
（II） 2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol；
（III） Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol，
将方程式2（II）-（I）-（III）得TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s），
△H=2×（-882.0kJ/mol）-（-804.2kJ/mol）-2.6kJ/mol=-970.2kJ/mol
故答案为：-970.2；
③海绵钛中含有钠、氯化钠和钛的低价氯化物，盐酸能和钠反应，且能溶解氯化钠及钛的低价氯化物，从而得到较纯的钛，故答案为：除去其中的过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物；
（2）①电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，故答案为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；
②阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体，反应后的生成物没有污染，水没有污染，所以该气体是氢气，故答案为：H2；
（3）（a）大多数混合反应是放热反应，该反应的正反应也是放热反应，则该反应正反应的△H＜0，故错误；
（b）?高于400℃，钛和氯气反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解，所以在不同温度区域，TiI4的量不同，故错误；
（c）?在提纯过程中，高于400℃，碘和钛反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛，所以I2的量不变，故错误；
（d）?在提纯过程中，高于400℃，碘和钛反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛，所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区，故正确；
故选d．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 下列变化过程不可逆的有（ ）
A．酯的水解
B．醋酸的电离
C．蛋白质的盐析
D．蛋白质的变性
参考答案：A、酯化反应和酯的水解反应是互为可逆的两个过程，故A错误；
B、醋酸是弱电解质，弱电解质的电离是可逆的，故B错误；
C、当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用叫盐析，盐析是可逆的，故C错误；
D、在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象称为蛋白质的变性，该过程是不可逆的，故D正确．
故选D．
本题解析：
本题难度：简单
3、选择题 硫酸是一种重要的化工产品，2SO2+O2
?2SO3是生产过程中的重要反应．下列对于该反应的说法中正确的是（ ）
A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3
B．该反应达到平衡后，反应就完全停止了，即正逆反应速率均为零
C．如果反应前充入由18O原子组成的O2，反应达到平衡状态时，18O在所有物质中都存在
D．在工业合成SO3时，要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题
参考答案：A、可逆反应正逆反应速率相等时，反应达到最大限度，即化学平衡状态，所以反应物不能全部转化为生成物，故A错误；
B、可逆反应达到平衡后，正逆反应速率相等且不等于0，可逆反应达到一个动态平衡状态不是反应停止，故B错误；
C、由于反应为可逆反应，在达到平衡的体系中，充入由18O原子组成的O2后，SO2、O2、SO3中18O都出现，故C正确；
D、在工业合成SO3时，既要考虑反应时间又要考虑转化率，即要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题，故D正确．
故选CD．
本题解析：
本题难度：简单
4、选择题 250°C和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76 kJ/mol，自发进行的原因是( )
A．是吸热反应
B．是放热反应
C．是熵减反应
D．熵增效应大于能量效应
参考答案：D
本题解析：该反应能够自发进行，说明56.76kJ/mol－(250＋273)K×ΔS<0，显然ΔS>0；或者说该反应ΔH>0且能够自发进行，那么该反应的ΔS>0，是熵增加的反应。
本题难度：简单
5、选择题 某反应A + B =" C" + D 在低温下能自发进行，在高温下不能自发进行，对该反应过程△H、△S的判断正确的是
A．△H＜0 △S＜0
B．△H＞0 △S＞0
C．△H＜0 △S＞0
D．△H＞0 △S＜0
参考答案：A
本题解析：反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0分析。A、△H＜0，△S＜0，低温下反应自发进行，高温下不能自发进行，故A符合；B、△H＞0，△S＞0，高温下△H-T△S＜0，反应自发进行，低温反应非自发进行，故B不符合；C、△H＜0，△S＞0，一定存在△H-T△S＜0，在任何温度下，反应都能自发进行，故C不符合；D、△H＞0，△S＜0，一定存在△H-T△S＞0，反应任何温度都不能自发进行，故D不符合；故选A。
考点：考查反应自发进行的判断依据和分析方法
本题难度：一般