金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。回答下列问题：

1. 金属钛( $\text{[math]}$ )在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。回答下列问题：

(1) 目前生产钛的方法之一是将金红石( $\text{[math]}$ )转化为 $\text{[math]}$ ，再进一步还原 $\text{[math]}$ 得到钛。 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 有直接氯化法和碳氯化法。在 $\text{[math]}$ 时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：

直接氯化： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

碳氯化： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

运用以上数据分析，你认为以上两个方法更优越的是，理由是。

(2) 已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 类似，只取决于反应体系的始态和终态。根据如图回答问题。

① $\text{[math]}$ 时，反应 $\text{[math]}$ 自发进行(填“能”或“不能”)。

② $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(3) 钛酸锂是一种理想的嵌入型电极材料。某新型钛酸锂电池与普通石墨烯锂电池相比，电位比较高，安全性相较好，工作原理如图所示。

①电池的正极为(填“M”或“N”)

②放电时， $\text{[math]}$ 通过隔膜向极(填“M”或“N”)移动。

③放电时，电极N的电极反应式为。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学电源新型电池; 焓变和熵变; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题普通

1. 热力学标准状况(298.15K、101kPa)下，由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(∆H)。图甲为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。

(1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热∆H的关系：。

②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为。(已知该条件下除硒是固体，其余都是气体。)

(2)在25℃、101kPa下，已知SiH₄气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190kJ，该反应的热化学方程式是。

(3)根据图乙写出反应 $\text{[math]}$ 的热化学方程式：。

(4)由金红石( $\text{[math]}$ )制取单质Ti的步骤为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ Ti

已知：I. $\text{[math]}$

II. $\text{[math]}$

III. $\text{[math]}$

① $\text{[math]}$ 的∆H=。

②反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 在Ar气氛中进行的理由是。

综合题普通

2. 我国科学家最近发明了一种 $\text{[math]}$ 电池，电解质为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：

回答下列问题：

(1) 电池中，Zn为极，B区域的电解质为(填“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”或“KOH”)。

(2) 电池反应的化学方程式为。

(3) 阳离子交换膜为图中的膜(填“a”或“b”)。

(4) 此电池中，消耗6.5g Zn，理论上可产生的电量为C。(1mol电子的电量为1F， $\text{[math]}$ ，保留3位有效数字)

(5) 铅酸蓄电池已有160多年历史，至今仍在多领域发挥着重要作用。过充时，铅酸蓄电池正极对应的电极反应式为。频繁过度充电，电池内硫酸的浓度将(填“变大”“变小”或“不变”)。

(6) 已知E为电池电动势(电池电动势即电池的理论电压，是两个电极电位之差， $\text{[math]}$ )，则该电池与传统铅酸蓄电池相比较， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)。

综合题普通

中国科学院科研人员在实验室里首次实现了以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，用一种类似“搭积木”的方式，构建了11步反应的人工合成淀粉，在未来，“空气”做馒头，“西北风”当饭“吃”可能不再是做梦。

Ⅰ．人工合成淀粉前两步涉及的反应如图1所示。

（1）已知 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示)。

Ⅱ.11步反应，每一步反应条件的选择和调控都很重要，以第一步反应为例，向一定温度下的恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和催化剂，发生反应： $\text{[math]}$ 。

（2）反应历程如下(TS表示过渡态，加*表示吸附在催化剂表面)。该合成甲醇的反应 $\text{[math]}$ 0(填“>”、“<”或“=”)，在(填“高温”或“低温”)下可自发进行，生成(填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)的步骤为该反应的决速步骤。

（3）在恒容密闭容器中，使用两种不同催化剂进行实验，相同时间内 $\text{[math]}$ 的转化率与温度、催化剂(Catl、Cat2为两种不同的催化剂)的关系如图3所示。

a点时速率比较： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”，下同)；催化效率：Cat2Catl；

（4）已知 $\text{[math]}$ 催化加氢的主要反应如下：

主反应Ⅰ： $\text{[math]}$

副反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①下列措施一定能提高反应速率和甲醇产率的是(填标号)。

A．升高温度 B．通入He C．不改变投料比，增大反应物浓度

②在压强分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，将 $\text{[math]}$ 的混合气体置于恒容密闭容器中反应，不同温度下平衡时体系中 $\text{[math]}$ 转化率和 $\text{[math]}$ 、CO选择性如图所示。

已知： $\text{[math]}$ (或CO)的选择性 $\text{[math]}$ 。代表 $\text{[math]}$ 的选择性曲线是(填“a”、“b”、“c”或“d”)， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”)。温度高于250℃，曲线b上升的原因是。

综合题普通