Question

【題目】硫酰氯（SO2Cl2）是重要的化學(xué)試劑，可由如下反應(yīng)制取：SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（g）△H針對(duì)該反應(yīng)回答下列問(wèn)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(shù)式表示）

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

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(fā)生該反應(yīng)，下列示意圖能說(shuō)明t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______（填字母序號(hào)）．（下圖中υ正、K、n、m分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和質(zhì)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(qiáng)為P．起始時(shí)氣體總體積為10L，t min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)氣體總體積為8L．

①在容積改變的條件下，反應(yīng)速率可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來(lái)表示．則υ（SO2）=____．

②此溫度下，該反應(yīng)的K=___．

③相同條件下，若將0.5nmolSO2與0.5nmolCl2充入該容器，到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，混合物中SO2Cl2的物質(zhì)的量是____．

（5）該反應(yīng)的產(chǎn)物SO2Cl2遇水發(fā)生劇烈水解生成兩種強(qiáng)酸，寫(xiě)出其化學(xué)方程式____；已知25℃時(shí)，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(shí)，最先產(chǎn)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(jì)算①②得到：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H=(ab) kJmol﹣1，

故答案為：(ab)；

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

A. 縮小容器體積,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)移動(dòng),Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；

B. 使用催化劑,縮短到達(dá)平衡的時(shí)間,不影響平衡移動(dòng),Cl2的轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；

C. 增加SO2濃度,平衡向正反應(yīng)移動(dòng),Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；

D. 該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),Cl2的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)誤；

故答案為：AC。

(3)A、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化，t1時(shí)刻V正最大，之后速率不變，故a錯(cuò)誤；

B. 該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，為最小，圖象與實(shí)際符合，故B正確；

C.t1時(shí)刻后SO2(g)，SO2Cl2(g)的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t1時(shí)刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D.t1時(shí)刻,SO2的質(zhì)量為定值，處于平衡狀態(tài)，圖象與實(shí)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(qiáng)為P，起始時(shí)氣體總體積為10L，tmin時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)氣體總體積為8L，設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫物質(zhì)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(qiáng)為P，氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比，2n:(2nx)=10:8，

x=0.4n，

① 在容積改變的條件下，反應(yīng)速率可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來(lái)表示。

則υ(SO2)= mol/min，故答案為： mol/min；

依據(jù)①結(jié)合平衡概念計(jì)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(guān)系，相同條件下，若將0.5nmolSO2與0.5nmolCl2充入該容器,到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，消耗二氧化硫物質(zhì)的量為0.2n，混合物中SO2Cl2的物質(zhì)的量是0.2nmol，

故答案為：0.2nmol；

(5)SO2Cl2遇水發(fā)生劇烈水解,且產(chǎn)生白霧，白霧是水解生成HCl與空氣中水蒸氣結(jié)合所致，則SO2基團(tuán)結(jié)合2個(gè)OH生成H2SO4,反應(yīng)方程式為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，知25℃時(shí)，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(yuǎn)遠(yuǎn)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。