题目内容

【题目】硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化学试剂,可由如下反应制取:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H针对该反应回答下列问题:

(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则△H=______kJmol﹣1(用含a、b的代数式表示)

(2)为了提高该反应中Cl2的平衡转化率,下列措施合理的是______(填字母序号).

a.缩小容器体积 b.使用催化剂 c.增加SO2浓度 d.升高温度

(3)若在绝热、恒容的密闭体系中,投入一定量SO2和Cl2,发生该反应,下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是______(填字母序号).(下图中υ正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)

(4)若在催化剂作用下,将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中,并始终保持温度为T,压强为P.起始时气体总体积为10L,t min时反应达到平衡状态,此时气体总体积为8L.

①在容积改变的条件下,反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示.则υ(SO2)=____.

②此温度下,该反应的K=___.

③相同条件下,若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器,到达平衡状态时,混合物中SO2Cl2的物质的量是____.

(5)该反应的产物SO2Cl2遇水发生剧烈水解生成两种强酸,写出其化学方程式____;已知25℃时,Ksp[AgCl]=1.8×10﹣10,Ksp[Ag2SO4]=1.4×10﹣5,则SO2Cl2于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时,最先产生的沉淀是______.

【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

盖斯定律计算①②得到:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H=(ab) kJmol﹣1,

故答案为:(ab);

(2)提高反应中Cl2的平衡转化率,改变条件使平衡向正反应移动,不能增大氯气的用量,

A. 缩小容器体积,压强增大,平衡向正反应移动,Cl2的转化率增大,故A正确;

B. 使用催化剂,缩短到达平衡的时间,不影响平衡移动,Cl2的转化率不变,故B错误;

C. 增加SO2浓度,平衡向正反应移动,Cl2的转化率增大,故C正确;

D. 该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,Cl2的转化率降低,故D错误;

故答案为:AC。

(3)A、到达平衡后正、逆速率相等,不再变化,t1时刻V正最大,之后速率不变,故a错误;

B. 该反应正反应为放热反应,随反应进行温度升高,化学平衡常数减小,到达平衡后,温度为定值,平衡常数不变,为最小,图象与实际符合,故B正确;

C.t1时刻后SO2(g),SO2Cl2(g)的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,故C错误;

D.t1时刻,SO2的质量为定值,处于平衡状态,图象与实际符合,故D正确;

故选BD。

(4)若在催化剂作用下,将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中,并始终保持温度为T,压强为P,起始时气体总体积为10L,tmin时反应达到平衡状态,此时气体总体积为8L,设参加反应的二氧化硫物质的量为x,

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

起始量(mol) n n 0

变化量(mol) x x x

平衡量(mol) nx nx x

保持温度为T,压强为P,气体体积之比等于气体物质的量之比,2n:(2nx)=10:8,

x=0.4n,

① 在容积改变的条件下,反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。

则υ(SO2)= mol/min,故答案为: mol/min;

依据①结合平衡概念计算,K═,

故答案为:;

② 将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中,得到SO2Cl20.4nmol,则恒压容器中

成正比例关系,相同条件下,若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器,到达平衡状态时,消耗二氧化硫物质的量为0.2n,混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2nmol,

故答案为:0.2nmol;

(5)SO2Cl2遇水发生剧烈水解,且产生白雾,白雾是水解生成HCl与空气中水蒸气结合所致,则SO2基团结合2个OH生成H2SO4,反应方程式为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,知25℃时,Ksp[AgCl]=1.8×10﹣10,Ksp[Ag2SO4]=1.4×10﹣5,Ksp越小,溶解度越小,所以氯化银的溶解度远远小于Ag2SO4的溶解度,SO2Cl2溶于水所得溶液中c(H2SO4):c(HCl)=1:2,溶液中氯离子浓度为硫酸根离子的2倍,故AgCl最先沉淀,

故答案为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;AgCl。

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