Question

【題目】磺酰氯(SO2Cl2)是一種有機氯化劑,也是鋰電池正極活性物質。已知磺酰氯是一種無色液體,熔點-54.1℃,沸點69.1℃,遇水發生劇烈水解,且產生白霧。

(1)SO2Cl2水解的方程式為_______________________________________________

(2)某學習小組的同學依據反應:SO2(g)+ Cl2(g)SO2Cl2(g)；△H ＜0,設計制備磺酰氯裝置如圖:

①E中所用的試劑為________________

②實驗室用Na2SO3和硫酸制備SO2,可選用的氣體發生裝置是____(選填編號)；檢查該裝置氣密性的操作是:關閉止水夾,再___________________________________

③B處反應管內五球中玻璃棉上的活性炭的作用為:_______________________D處U形管中盛放的試劑為_________________,作用 :________________________

(3)已知:以下三個反應的反應熱,a、b、c均為正值

①SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g) △H=－akJ·mol－1

②SO2Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g) △H=－bkJ·mol－1

③SO2Cl2(l) SO2Cl2(g) △H= + ckJ·mol－1

則反應:SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l) △H=______________kJ·mol－1(用含a、b、c的代數式表示)；該反應平衡常數表達式為K=___________。從化學平衡移動角度分析,反應管通水冷卻的目的為____

Answer 1

【答案】SO2Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl 濃硫酸 d 打開分液漏斗活塞加水，一段時間后，如水無法滴入說明氣密性良好 催化劑 堿石灰 吸收尾氣，防止空氣中的水蒸氣進入C (b－a－c) 1/ c(SO2)·c(Cl2) 將產物冷卻，分離出來，有利于平衡正向移動

【解析】

（1）SO2Cl2遇水發生劇烈水解，且產生白霧，白霧是水解生成HCl與空氣中水蒸氣結合所致，則-SO2-基團結合2個-OH生成H2SO4；

（2）①E中盛放的液體用于干燥二氧化硫；

②因為Na2SO3易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實驗室用Na2SO3和硫酸制備SO2，可選用的氣體發生裝置是d；關閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中；

③B處反應管內五球中玻璃棉上的活性炭對氯氣和二氧化硫的反應起催化作用；D處U形管中盛放的固體干燥劑，可能是固體堿石灰；

（3）根據蓋斯定律計算分析；根據平衡常數表達式定義書寫，依據化學平衡原理回答即可。

（1）SO2Cl2遇水發生劇烈水解，且產生白霧，白霧是水解生成HCl與空氣中水蒸氣結合所致，則-SO2-基團結合2個-OH生成H2SO4，反應方程式為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，故答案為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；

（2）①E中盛放的液體用于干燥二氧化硫，可以用濃硫酸干燥二氧化硫，故答案為：濃硫酸；

②因為Na2SO3易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實驗室用Na2SO3和硫酸制備SO2，可選用的氣體發生裝置是d；檢查該裝置氣密性的操作是：關閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中，故答案為：d；打開分液漏斗活塞加水，一段時間后，如水無法滴入說明氣密性良好；

③B處反應管內五球中玻璃棉上的活性炭對氯氣和二氧化硫的反應起催化作用，D處U形管中盛放的固體干燥劑，可能是固體堿石灰，故答案為：催化劑；堿石灰；吸收尾氣，防止空氣中的水蒸氣進入C；

（3）①SO2（g）+Cl2（g）+SCl2（g）2SOCl2（g）△H=-akJmol-1

②SO2Cl2（g）+SCl2（g）2SOCl2（g）△H=-bkJmol-1

③SO2Cl2（l）SO2Cl2（g）△H=+ckJmol-1

根據蓋斯定律①-②-③得：SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（l）△H=-（a-b+c ）kJmol-1，平衡常數K= ，依據化學平衡移動原理解釋為：反應管中通入冷凝水，將產物冷卻，分離出來，有利于平衡正向移動，故答案為：-（a+c-b）；；將產物冷卻，分離出來，有利于平衡正向移動。