Question

11．鈦（Ti）由于穩定的化學性質，良好的耐高溫、耐低溫、抗腐蝕性以及強度、低密度被譽為“太空金屬”．工業上制金屬鈦是先將金紅石（TiO₂）和碳粉混合加熱至1000～1100K進行氯化處理，發生反應如下：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）?TiCl₄（g）+2CO（g）+72.1kJ，在采用金屬熱還原法還原四氯化鈦（TiCl₄）得到鈦．
完成下列填空：
氯化反應的平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（CO）}{{c}^{2}（C{l}_{2}）}$．若反應容器的容積為2L，4min后達到平衡，測得固體的質量減少了10.4g，則Cl₂平均反應速度為0.025mol/（L•min）

Answer 1

分析 平衡常數指一定溫度下到達平衡時，生成物濃度化學計量數次數冪之積與反應物濃度化學計量數次數冪之積的比值；
根據差量法計算參加反應的Cl₂的物質的量，再根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（HCl）．

解答 解：可逆反應TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）?TiCl₄（g）+2CO（g）的平衡常數k=$\frac{{c}^{2}（CO）}{{c}^{2}（C{l}_{2}）}$；
反應容器的容積為2L，4min后達到平衡，測得容器內物質由2.5mol減少至2.25mol，則：
TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）?TiCl₄（g）+2CO（g） 固體的質量減少
80        24       2mol                           104
                   n（Cl₂）                      10.4g
故n（Cl₂）=0.2mol，
則v（Cl₂）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{4min}$=0.025mol/（L•min），
故答案為：$\frac{{c}^{2}（CO）}{{c}^{2}（C{l}_{2}）}$；0.025．

點評 本題考查化學平衡常數、反應速率計算，比較基礎，注意利用差量法計算參加反應的氯氣的物質的量．