（14分）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地

题目内容：

（14分）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。

请填写下列空白：

（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：。

（2）由CO和H₂合成甲醇是放热的，方程式是：CO(g)＋2H₂(g)

CH ₃OH(g)。

①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将（填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。

②下图表示合成甲醇反应达到平衡后，每次只改变温度、压强、催化剂中的某一条件，反应速率υ与时间t的关系。其中表示平衡混合物中的甲醇的含量最高的一段时间是。图中t₃时改变的条件可能是。

（3）某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL—定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，其装置如图：

①写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式。

②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后,石墨电极上的电极反应式，原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为mol/L。（假设溶液体积不变）

最佳答案：

⑴ 2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂＝2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO（2分）

⑵① 向逆反应方向进行（2分）

②t₂~t₃（2分）升高温度（2分）

（3）①CH₃OH-6e^－ 8OH^－=CO₃^2－ 6H₂O（2分）

②4OH^--4e^－=O₂↑ 2H₂O （2分） 0.1（2分）

答案解析：

⑴据流程图，钛铁矿氯化过程中反应物有FeTiO₃、C、Cl₂、，生成物有FeCl₃、TiCl₄、CO，然后根据氧化还原反应的配平方法将其配平。

⑵①此时该反应的浓度商Q_c＝

＞0.27（K），说明反应向逆反应方向进行；

②结合反应[CO(g)＋2H₂(g)

CH ₃OH(g)，正反应放热]，并据图可确定“t ₁～t ₂”是加压，“t ₃～t ₄”是加热（升高温度），“t ₅～t ₆”是加催化剂；在t ₂~t ₃时间段内平衡混合物中的甲醇的含量最高。

⑶①装置甲为甲醇燃料电池，通入甲醇一极为负极，先根据得失电子守恒有CH₃OH-6e^－――CO₃^2－，再根据电荷守恒有CH₃OH-6e^－ 8OH^―――CO₃^2－，最后根据原子守恒得CH₃OH-6e^－ 8OH^－=CO₃^2－ 6H₂O。

②装置乙为电解池，铁电极为阴极，该极发生的电极反应依次为Cu² 2e^－=Cu，2H 2e^－=H₂↑；石墨为阳极，该极发生的电极反应式依次为2Cl^－－2e^－=Cl₂↑，4OH^－－4e^－=O₂↑ 2H₂O；据此可确定在t₁后，石墨电极上的电极反应式为4OH^--4e^－=O₂↑ 2H₂O；根据在t₁前发生的电极反应“2Cl^－－2e^－=Cl₂↑”可计算原混合溶液中NaCl的物质的量浓度：

。

考点核心：

配平简介：化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。