化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．（1）工业上制取Ti的步骤之一是：在高温时，将金红石...

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．

（1）工业上制取Ti的步骤之一是：在高温时，将金红石（TiO2）、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体，已知：

①TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（1）+O2（g）；△H=﹣410.0kJ•mol﹣1

②CO（g）═C（s）+O2（g）；△H=+110.5kJ•mol﹣1

则上述反应的热化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 ．

（2）利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽（TaS2）晶体，发生如下反应：

TaS2（s）+2I2（g）═TaI4（g）+S2（g）△H1＞0　 （Ⅰ）；若反应（Ⅰ）的平衡常数K=1，向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 （g）和足量TaS2（s），I2 （g）的平衡转化率为　 　　　　　　 　　 ．

如图1所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 （g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1　　 　　　　 　　 T2（填“＞”“＜”或“=”）．上述反应体系中循环使用的物质是　　 　　　　 　 ．

（3）利用H2S废气制取氢气的方法有多种．

①高温热分解法：

已知：H2S（g）═H2（g）+S2（g）；△H2；在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验．以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率，结果如图2．图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率．△H2　　 　　 　 0（填＞，=或＜）；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：　　 　　　　　　　　　 　　 ．

②电化学法：

该法制氢过程的示意图如3．反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为 　　　　　　　 ．

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化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．

（1）工业上制取Ti的步骤之一是：在高温时，将金红石（TiO2）、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体，已知：

①TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（1）+O2（g）；△H=﹣410.0kJ•mol﹣1

②CO（g）═C（s）+O2（g）；△H=+110.5kJ•mol﹣1

则上述反应的热化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 ．

（2）利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽（TaS2）晶体，发生如下反应：

TaS2（s）+2I2（g）═TaI4（g）+S2（g）△H1＞0　 （Ⅰ）；若反应（Ⅰ）的平衡常数K=1，向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 （g）和足量TaS2（s），I2 （g）的平衡转化率为　 　　　　　　 　　 ．

如图1所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 （g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1　　 　　　　 　　 T2（填“＞”“＜”或“=”）．上述反应体系中循环使用的物质是　　 　　　　 　 ．

（3）利用H2S废气制取氢气的方法有多种．

①高温热分解法：

已知：H2S（g）═H2（g）+S2（g）；△H2；在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验．以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率，结果如图2．图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率．△H2　　 　　 　 0（填＞，=或＜）；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：　　 　　　　　　　　　 　　 ．

②电化学法：

该法制氢过程的示意图如3．反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为 　　　　　　　 ．

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短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。工业上以金红石（主要成分是TiO2）为原料制备金属钛的步骤：①在高温下，向金红石与W的单质的混合物中通入Z的气体单质，得到化合物甲和化学式为WX的常见可燃性有毒气体乙，乙燃烧火焰呈蓝色；②在稀有气体环境和加热条件下，用Y的金属单质与甲反应可得钛，下列说法不正确的是（　　　 ）

A.非金属性：Z>X>W B.W与Z形成的化合物可用于工业上的重要有机溶剂

C.简单离子半径：Z>X>Y D.ZX2具有强氧化性，可用于饮用水消毒

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短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。工业上以金红石（主要成分是TiO2）为原料制备金属钛的步骤：①在高温下，向金红石与W的单质的混合物中通入Z的气体单质，得到化合物甲和化学式为WX的常见可燃性气体乙；②在稀有气体环境和加热条件下，用Y的金属单质与甲反应可得钛，下列说法不正确的是

A. 非金属性：Z>X>W

B. 简单离子半径：Z>X>Y

C. W与Z形成的化合物可用于工业上的重要有机溶剂

D. ZX2具有强氧化性，可用于饮用水消毒

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（12分）

钠米材料二氧化钛（TiO₂）具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。

（1）工业上二氧化钛的制备是：

I．将干燥后的金红石（主要成分TiO₂，主要杂质SiO₂）与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入Cl₂反应制得混有SiCl₄杂质的TiCl₄。

II．将SiCl₄分离，得到纯净的TiCl₄。

III．在TiCl₄中加水、加热，水解得到沉淀TiO₂·xH₂O。

IV．TiO₂·Xh₂O高温分解得到TiO₂。

①TiCl₄与SiCl₄在常温下的状态是________。II中所采取的操作名称是________。

②III中反应的化学方程式是________。

③如IV在实验室完成，应将TiO₂·xH₂O放在________（填仪器编号）中加热。

（2）据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO₂，TiO₂受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H₂O，其过程大致如下：

a. O₂→2O     b. O₂+H₂O→2OH（羟基）   c. OH+OH→H₂O₂

①b中破坏的是________（填“极性共价键”或“非极性共价键”）。

②H₂O₂能清除路面空气中的C_xH_y、CO等，其主要是利用了H₂O₂的________（填“氧化性”或“还原性”）。

（3）某研究小组用下列装置模拟“生态马路”部分原理。（夹持装置已略去）

①如缓通入22.4L（已折算成标准状况）CO气体，结果NaOH溶液增重11g，则CO的转化率为________。

②当CO气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是________。

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纳米材料二氧化钛（TiO₂）具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。

（1）工业上二氧化钛的制备方法是：

Ⅰ.将干燥后的金红石（主要成分是TiO₂，主要杂质是SiO₂）与碳粉混合放入氯化炉中，在高温下通入Cl₂反应，制得混有SiCl₄杂质的TiCl₄。

Ⅱ.将SiCI₄分离，得到纯净的TiCl₄。

Ⅲ.在TiCl₄中加水、加热，水解得到沉淀TiO₂·xH₂O。

Ⅳ.TiO₂·xH₂O高温分解得到TiO₂。

①根据资料卡片中信息判断，TiCl₄与SiCl₄在常温下的状态是________，分离二者所采用的操作名称是________。

②Ⅲ中反应的化学方程式是________。

③如Ⅳ在实验室中完成，应将TiO₂·xH₂O放在________（填字母）中加热。

（2）据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO₂，TiO₂受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H₂O₂。H₂O₂能清除路面空气中的CxHy、CO等，其主要是利用了H₂O₂的________ （填“氧化性”或“还原性”）。

（3）某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理。（夹持装置已略去）

①如缓慢通入22.4 L（已折算成标准状况）CO气体，结果NaOH溶液增重11 g，则CO的转化率为________。

②当CO气体全部通入后，还要按图示通一段时间空气，其目的是________。

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纳米材料二氧化钛（TiO2）具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。

（1）工业上二氧化钛的制备方法是：

Ⅰ．将干燥后的金红石（主要成分是TiO2，主要杂质是SiO2）与碳粉混合放入氯化炉中，在高温下通入Cl2反应，制得混有SiCl4杂质的TiCl4．

Ⅱ．将SiCl4分离，得到纯净的TiCl4．

Ⅲ．向TiCl4中加水，加热，水解得到沉淀TiO2•xH2O．

Ⅳ．将TiO2•xH2O高温分解得到TiO2．

①据资料卡片中信息判断，TiCl4与SiCl4在常温下的状态是_____；分离二者所采取的操作名称是____。

②Ⅲ中反应的化学方程式是________。

③如在实验室中完成步骤IV，应将TiO2•xH2O放在_____（填字母序号图 1）中加热。

（2）据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2，TiO2受太阳光照射后，产生的电子被空气或　　 水中的氧获得，生成H2O2．H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等，其主要是利用了H2O2的__________（填“氧化性”或“还原性”）。

（3）图2是某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理（夹持装置已略去）．

①缓慢通入22.4L（已折算成标准状况）CO气体和足量空气，最终测得NaOH溶液增重11g，则CO　　 的转化率为________。

②实验①中，当CO气体全部通入后，还要再通一会儿空气，其目的是________。

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氧化铝在工业上有着广泛的应用。（写出计算过程）

（1）制取净水剂氯化铝。其原理为：Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO。25.5g 氧化铝、3.6g 碳、4.48L（标准状态）氯气混合后在高温下反应，理论上可得氯化铝_____克。

（2）向100g氢氧化钠溶液中加入10g 氧化铝，充分反应后，剩余固体4.9克。测得所得溶液的密度为1.051g/cm3 。则所得溶液的物质的量浓度为______________。

（3）超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO。由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。

① 取一定量样品置于反应器中，通入2.016L（标准状况）O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g·L－1（已折算成标准状况，AIN不跟O2反应）。该样品中含杂质炭__________g。

② 向①中反应后的容器中加入过量的NaOH浓溶液共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2，得到氨气3.36L（标准状况）及16.38g的固体。再将该固体配成溶液，向其中慢慢加入1mol/L盐酸，当加到20mL时开始产生沉淀。求该样品中的AlN的质量分数为________。（用小数表示，保留2位小数）

（4）用氧化铝为原料可制得含铝化合物X。取6.9gX放入100mL水中完全溶解，溶液呈弱酸性。取出10mL加入过量盐酸，无气泡，再加入过量氯化钡有白色沉淀0.932g 。另取10mL样品，慢慢滴加氢氧化钠溶液直至过量，过程中出现的现象为出现白色沉淀→沉淀逐渐增多→沉淀不再变化→沉淀开始减少→沉淀全部消失。若改用氨水做上述实验最终可得0.156g沉淀。经测定X中含氢量为4.64% 。求化合物X的化学式_______。

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化学反应原理在科研和生产中有广泛应用，根据题意回答下列问题：

I工业上制备Na2S的反应原理如下

①Na2SO4(s)===Na2S(s)+2O2(g)　　 △H1=+1011.0kJ·mol－1

②C(s)+O2(g)===CO2(g)　　　　 △H2=－393.5kJ·mol－1

③2C(s)+O2(g)===2CO(g)　　　 △H3=－221.0kJ·mol－1

④Na2SO4(s)+4C(s)===Na2S(s)+4CO(g)　　 △H4

（1）△H4=___________ kJ·mol－1。

（2）反应④能自发进行的条件是___________。

（3）工业上制备Na2S不用反应①，而用反应④的理由是_____________________________。

Ⅱ.在一定温度下，向某恒容密闭容器中充入等物质的量的NO和CO发生反应：2NO(g)+2C0(g) 2CO2(g)+N2(B)　 △H=－748kJ/mo1。用气体传感器测得不同时间NO的浓度如下：

（1）计算此温度下该反应的K=______________________。

（2）达到平衡时，下列措施能提高NO转化率的是___________(填序号)。

A.选用更有效的催化剂

B.降低反应体系的温度

C.充入氩气使容器内压强增大

D.充入CO使容器内压强增大

Ⅲ.工业上常用臭氧处理含NO2－的废水。

（1）O3氧化NO2－可产生NO3－和O2，反应中每生成1mol的O2转移___________mol电子。

（2）O3可由电解稀硝酸制得，原理如图。图中阴极为___________(填“A”或“B”)，阳极(惰性电极)的电极反应式为____________________________________________。

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