金屬鈦（Ti）在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石（TiO₂）轉(zhuǎn)化為TiCl₄，再進(jìn)一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}：
（1）TiO₂轉(zhuǎn)化為TiCl₄有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：
（?。┲苯勇然篢iO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）ΔH₁=172kJ?mol^-1，K_p1=1.0×10^-2
（ⅱ）碳氯化：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）═TiCl₄（g）+2CO（g）ΔH₂=-51kJ?mol^-1，K_p2=1.2×10¹²Pa
①反應(yīng)2C（s）+O₂（g）═2CO（g）的ΔH為

-223

-223

kJ?mol^-1，K_p=

1.2×10¹⁴

1.2×10¹⁴

Pa。
②碳氯化的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化，其原因是

根據(jù)吉布斯自由能ΔG=△H-T△S，當(dāng)△H＞0（放熱），△S＞0（熵增）時(shí)，△G＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，△G＞0時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，碳氯化反應(yīng)中△H＜0，為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)物2molCl₂（g），生成物中有1molTiCl₄（g）和2molCO氣體，為氣體體積增大的反應(yīng)（熵增），直接氯化為吸熱反應(yīng)，所以“碳氯化”的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化

根據(jù)吉布斯自由能ΔG=△H-T△S，當(dāng)△H＞0（放熱），△S＞0（熵增）時(shí)，△G＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，△G＞0時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，碳氯化反應(yīng)中△H＜0，為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)物2molCl₂（g），生成物中有1molTiCl₄（g）和2molCO氣體，為氣體體積增大的反應(yīng)（熵增），直接氯化為吸熱反應(yīng)，所以“碳氯化”的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化

。
③對(duì)于碳氯化反應(yīng)：增大壓強(qiáng)，平衡

向左

向左

移動(dòng)（填“向左”“向右”或“不”）；溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率

變小

變小

（填“變大”“變小”或“不變”）。
（2）在1.0×10⁵Pa,將TiO₂、C、Cl₂以物質(zhì)的量比1：2.2：2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。

①反應(yīng)C（s）+CO₂（g）═2CO（g）的平衡常數(shù)K_p（1400℃）=

7.2×10⁵

7.2×10⁵

Pa。
②圖中顯示，在200℃平衡時(shí)TiO₂幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl₄，但實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度，其原因是

加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率

加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率

。
（3）TiO₂碳氯化是一個(gè)“氣-固-固”反應(yīng)，有利于TiO₂-C“固-固”接觸的措施是

將固體粉碎后混勻

將固體粉碎后混勻

。