Question

【題目】硫酰氯（SO2Cl2）是重要的化學試劑，可由如下反應制取：SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（g）△H針對該反應回答下列問題：

（1）已知：①SO2（g）+Cl2（g）+SCl2（g）2SOCl2（g）△H1=﹣akJmol﹣1

②SO2Cl2+SCl2（g）=2SOCl2（g）△H2=﹣bkJmol﹣1

③a＞b＞0則△H=______kJmol﹣1（用含a、b的代數式表示）

（2）為了提高該反應中Cl2的平衡轉化率，下列措施合理的是______（填字母序號）．

a．縮小容器體積　b．使用催化劑　c．增加SO2濃度　d．升高溫度

（3）若在絕熱、恒容的密閉體系中，投入一定量SO2和Cl2，發生該反應，下列示意圖能說明t1時刻反應達到平衡狀態的是______（填字母序號）．（下圖中υ正、K、n、m分別表示正反應速率、平衡常數、物質的量和質量）

（4）若在催化劑作用下，將nmolSO2與nmolCl2充入容積可變的密閉容器中，并始終保持溫度為T，壓強為P．起始時氣體總體積為10L，t min時反應達到平衡狀態，此時氣體總體積為8L．

①在容積改變的條件下，反應速率可用單位時間內反應物或生成物的物質的量變化來表示．則υ（SO2）=____．

②此溫度下，該反應的K=___．

③相同條件下，若將0.5nmolSO2與0.5nmolCl2充入該容器，到達平衡狀態時，混合物中SO2Cl2的物質的量是____．

（5）該反應的產物SO2Cl2遇水發生劇烈水解生成兩種強酸，寫出其化學方程式____；已知25℃時，Ksp[AgCl]=1.8×10﹣10，Ksp[Ag2SO4]=1.4×10﹣5，則SO2Cl2于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液時，最先產生的沉淀是______．

Answer 1

【答案】﹣（a﹣b） AC BD mol/min L/mol 0.2nmol SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl AgCl

【解析】

(1)①SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)△H1=a kJmol﹣1

②SO2Cl2+SCl2(g)=2SOCl2(g)△H2=b kJmol﹣1

蓋斯定律計算①②得到：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H=(ab) kJmol﹣1，

故答案為：(ab)；

(2)提高反應中Cl2的平衡轉化率，改變條件使平衡向正反應移動，不能增大氯氣的用量，

A. 縮小容器體積,壓強增大,平衡向正反應移動,Cl2的轉化率增大，故A正確；

B. 使用催化劑,縮短到達平衡的時間,不影響平衡移動,Cl2的轉化率不變，故B錯誤；

C. 增加SO2濃度,平衡向正反應移動,Cl2的轉化率增大，故C正確；

D. 該反應正反應是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應移動,Cl2的轉化率降低，故D錯誤；

故答案為：AC。

(3)A、到達平衡后正、逆速率相等，不再變化，t1時刻V正最大，之后速率不變，故a錯誤；

B. 該反應正反應為放熱反應，隨反應進行溫度升高，化學平衡常數減小，到達平衡后，溫度為定值，平衡常數不變，為最小，圖象與實際符合，故B正確；

C.t1時刻后SO2(g)，SO2Cl2(g)的物質的量發生變化，t1時刻未到達平衡狀態，故C錯誤；

D.t1時刻,SO2的質量為定值，處于平衡狀態，圖象與實際符合，故D正確；

故選BD。

(4)若在催化劑作用下，將nmolSO2與nmolCl2充入容積可變的密閉容器中，并始終保持溫度為T，壓強為P，起始時氣體總體積為10L，tmin時反應達到平衡狀態，此時氣體總體積為8L，設參加反應的二氧化硫物質的量為x，

SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)

起始量(mol) n n 0

變化量(mol) x x x

平衡量(mol) nx nx x

保持溫度為T，壓強為P，氣體體積之比等于氣體物質的量之比，2n:(2nx)=10:8，

x=0.4n，

① 在容積改變的條件下，反應速率可用單位時間內反應物或生成物的物質的量變化來表示。

則υ(SO2)= mol/min，故答案為： mol/min；

依據①結合平衡概念計算,K═，

故答案為：；

② 將nmolSO2與nmolCl2充入容積可變的密閉容器中,得到SO2Cl20.4nmol，則恒壓容器中

成正比例關系，相同條件下，若將0.5nmolSO2與0.5nmolCl2充入該容器,到達平衡狀態時，消耗二氧化硫物質的量為0.2n，混合物中SO2Cl2的物質的量是0.2nmol，

故答案為：0.2nmol；

(5)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，知25℃時，Ksp[AgCl]=1.8×10﹣10，Ksp[Ag2SO4]=1.4×10﹣5，Ksp越小，溶解度越小，所以氯化銀的溶解度遠遠小于Ag2SO4的溶解度，SO2Cl2溶于水所得溶液中c(H2SO4):c(HCl)=1:2，溶液中氯離子濃度為硫酸根離子的2倍，故AgCl最先沉淀，

故答案為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；AgCl。