Question

(12分)氯化硫酰（SO₂Cl₂）主要用作氯化劑。它是一種無色液體，熔點—54.1℃，沸點69.1℃，遇水生成硫酸和氯化氫。氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯氣在活性炭催化劑存在下反應制取：SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂Cl₂(l)  △H＝—97.3kJ/mol

⑴為了提高上述反應中Cl₂的平衡轉化率，下列措施合理的是       （用編號填空）。

A．縮小容器體積    B．使用催化劑    C．增加SO₂濃度    D．升高溫度

(2)300℃時，體積為1 L的密閉容器中充入16.20 g SO₂Cl₂，達到平衡時容器中含SO₂ 7.616 g，則300℃時合成SO₂Cl₂反應的平衡常數為           。

(3)已知某溫度下，已知K_sp(AgCl)＝2.0×10^－10，K_sp(Ag₂SO₄)＝1.6×10^－5，在SO₂Cl₂溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO₃稀溶液，當Ag⁺濃度為0.1mol/L時，渾濁液中Cl^-濃度與SO₄^2- 濃度之比為             。

⑷將(2)所得的平衡混合氣溶于足量的BaCl₂溶液中，計算最終生成沉淀的質量是多少（寫出計算過程）。

 

Answer 1

【答案】

⑴AC   ⑵0.0706   (3分)   (3) 1.25×10^－6 (3分)

⑷SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl  SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl  H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄­↓+2HCl

由S元素質量守恒，可得：BaSO₄的物質的量為0.12mol

質量為：0.12mol×233g/mol=27.96g   (4分)

【解析】（1）縮小容器體積，則氣體濃度增大，即壓強增大，平衡正向移動，能提高Cl₂的平衡轉化率；使用催化劑，不影響平衡移動，則不能提高Cl₂的平衡轉化率；增加SO₂濃度，平衡正向移動，能提高Cl₂的平衡轉化率；升高溫度，平衡逆向移動，Cl₂的平衡轉化率減��；

（2）       SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂Cl₂(l)

   C(初始)    0      0             0.12

     △C    0.119   0.119          0.119

C（平衡） 0.119   0.119          0.001

平衡常數K=0.001mol^.L^-1/(0.119 mol^.L^-1×0.119 mol^.L^-1)= 0.0706（mol^.L^-1）^-1；

（3）         AgCl(S)  Ag⁺(aq)+Cl^-(aq) 

K_sp(AgCl)＝2.0×10^－10=[Ag⁺][Cl^-]，則[Cl^-]=2.0×10^－9 mol^.L^-1

Ag₂SO₄(S)  2Ag⁺(aq)+SO₄^2-( aq)

 K_sp(Ag₂SO₄)＝1.6×10^－5=[Ag⁺]²[SO₄^2-] ，則[SO₄^2-]= 1.6×10^－3 mol^.L^-1

故 [Cl^-]：[SO₄^2-]=1.25×10^－6