已知:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)?2SOCl2(g)△H=-a kJ•mol-1SO2Cl2(l)+SCl2(g)?2SOCl2(g)△H=﹢b kJ•mol-1(1)则反应:SO2(g)+Cl2(g)+SO2?Cl2kJ•mol-1,该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c}{c}$(2)磺酰氯(SO2Cl2)是一种有机氯化� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．

已知：SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）△H=-a kJ•mol^-1
SO₂Cl₂（l）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）△H=﹢b kJ•mol^-1
（1）则反应：SO₂（g）+Cl₂（g）+SO₂?Cl₂（l）△H=（-a-b）kJ•mol^-1（用含a、b的代数式表示）；该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{c（S{O}_{2}）c（C{l}_{2}）}$
（2）磺酰氯（SO₂Cl₂）是一种有机氯化剂，也是锂电池正极活性物质．
某学习小组依据反应：SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g），设计制备磺酰氯的装置如图，有关信息如表所示．

	SO₂Cl₂	Cl₂	SO₂
熔点/℃	-54.1	-101	-72.4
沸点/℃	69.1	-34.6	-10
性质	遇水发生剧烈水解	/	/

①B仪器在本实验中的作用是冷凝SO₂Cl₂（或使挥发的产物SO₂Cl₂冷凝）；由此可见该反应为放（填“吸”或“放”）热反应，干燥管的作用是防止水蒸气进入A与SO₂Cl₂发生水解反应，吸收SO₂和Cl₂气体，防止污染空气
②若用浓盐酸与高锰酸钾为原料制取Cl₂，则反应的离子方程式为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
③为了便于混合物的分离且提高反应物的转化率，A装置的反应条件最好选择B；实验结束后，将A中混合物分离开的最好方法是G．
A．常温 B．冰水浴 C．加热至69.1℃D．沸水浴
E．过滤 F．萃取 G．蒸馏 H．重结晶
④分离产物后，向获得的SO₂Cl₂中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液．
经分析SO₂Cl₂与H₂O反应属于非氧化还原反应，写SO₂Cl₂与NaOH溶液反应的化学方程式SO₂Cl₂+4NaOH=Na₂SO₄+2NaCl+2H₂O
⑤若反应中消耗的氯气的体积为896mL（已转化为标准状况，SO₂足量），最后得到纯净的磺酰氧3.3g，则磺酰氯的产率为61.1%（保留三位有效数字）．

分析（1）由①SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）△H=-a kJ•mol^-1
②SO₂Cl₂（l）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）△H=﹢b kJ•mol^-1
结合盖斯定律可知，①-②得到SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g），K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）①B为冷凝管，图中无加热装置，可知该反应为放热反应，干燥管可防止水蒸气进入A中；
②浓盐酸与高锰酸钾为原料制取Cl₂，生成氯化钾、氯化锰、氯气和水；
③为放热反应，降温温度平衡正向移动；结合表格数据可知，混合物沸点不同；
④SO₂Cl₂与NaOH溶液反应，为非氧化还原反应，生成硫酸钠、氯化钠和水；
⑤n（Cl₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，由SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）可知，理论生成SO₂Cl₂为0.04mol×135g/mol=5.4g，以此计算产率．

解答解：（1）由①SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）△H=-a kJ•mol^-1
②SO₂Cl₂（l）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）△H=﹢b kJ•mol^-1
结合盖斯定律可知，①-②得到SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g），
则△H=（-a-b）kJ•mol^-1，该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{c（S{O}_{2}）c（C{l}_{2}）}$，
故答案为：（-a-b）kJ•mol^-1；$\frac{c（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{c（S{O}_{2}）c（C{l}_{2}）}$；
（2）①B仪器在本实验中的作用是冷凝SO₂Cl₂（或使挥发的产物SO₂Cl₂冷凝），图中无加热装置，反应可持续发生，可知该反应为放热反应，干燥管的作用是防止水蒸气进入A与SO₂Cl₂发生水解反应，吸收SO₂和Cl₂气体，防止污染空气，
故答案为：冷凝SO₂Cl₂（或使挥发的产物SO₂Cl₂冷凝）；放；防止水蒸气进入A与SO₂Cl₂发生水解反应，吸收SO₂和Cl₂气体，防止污染空气；
②用浓盐酸与高锰酸钾为原料制取Cl₂，则反应的离子方程式为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
③为放热反应，降温温度平衡正向移动，则选择冰水浴；结合表格数据可知，混合物沸点不同，则选择蒸馏分离，故答案为：B；G；
④SO₂Cl₂与NaOH溶液反应的化学方程式为SO₂Cl₂+4NaOH=Na₂SO₄+2NaCl+2H₂O，故答案为：SO₂Cl₂+4NaOH=Na₂SO₄+2NaCl+2H₂O；
⑤n（Cl₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，由SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）可知，理论生成SO₂Cl₂为0.04mol×135g/mol=5.4g，最后得到纯净的磺酰氧3.3g，则磺酰氯的产率为$\frac{3.3g}{5.4g}$×100%=61.1%，故答案为：61.1%．

点评本题考查物质的制备实验及化学平衡计算，为高频考点，把握盖斯定律应用、制备原理、数据应用、混合物分离为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应的应用，题目难度不大．

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1mol该有机物与足量的氢氧化钠溶液混合并共热，充分反应后最多可消耗氢氧化钠的物质的量为a（不考虑醇羟基和硝基与氢氧化钠的反应，下同），溶液蒸干得到的固体产物再与足量的干燥碱石灰共热，又消耗氢氧化钠的物质的量为b，则a，b分别是（　　）
已知：RCH₂COONa+NaOH（CaO）$\stackrel{△}{→}$RCH₃+Na₂CO₃．

15．下列各组离子在溶液中能大量共存的是（　　）

	A．	Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-		B．	Cu²⁺、Cl^-、NO₃^-、OH^-
	C．	Ca²⁺、Na⁺、CO₃^2-、NO₃^-		D．	K⁺、Fe³⁺、NO₃^-、SCN^-

5．高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域．工业上以钛白粉生产的副产品FeSO₄制备高铁酸钾的生产流程如下：

查资料得知K₂FeO₄的一些性质：
①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定．
②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂
③具强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液
回答下列问题：
（1）写出氧化Ⅰ中，生成Fe³⁺的离子反应方程式H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O
（2）氧化Ⅱ中，试剂A为NaClO（填“H₂O₂”或“HNO₃”或“NaClO”）；过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有Na₂SO₄
（3）操作I中包括冷却结晶，过滤洗涤、干燥几个步骤，洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行洗涤操作时应该用无水乙醇洗涤．
（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe（OH）₃，请补充并配平该反应方程式4K₂FeO₄+8H₂O═4Fe（OH）₃↓+8KOH+3O₂↑
（5）将一定量的K₂FeO₄投入一定浓度的FeCl₃溶液中，测得剩余K₂FeO₄浓度如图所示，推测产生曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是FeCl₃溶液水解显酸性，促进K₂FeO₄与水反应从而降K₂FeO₄浓度．

12．CO₂和CH₄均为温室气体，若得以综合利用，对于温室气体的整治具有重大意义．

（1）已知：CO₂（g）+CH₄（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H═+247.3kJ/mol
CH₄（g）═C（s）+2H₂ （g）△H═+75KJ/mol
反应2CO（g）?C（s）+CO₂（g）在一定条件下能自发进行的原因是该反应中△H＜0，△S＜0，在温度较低的条件下可以自发进行
（2）合成甲醇的主要反应是CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．压强为P₁时，向体积为2L的密闭容器中充人b mol CO和2b mol H₂，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图1所示．请回答：
①该反应属于放（填“吸”或“放”）热反应；
P₁＜P₂（填“＞”、“＜”或“=”）．200℃时，该反应的平衡常数K=$\frac{4}{{b}^{2}}$（用含b的代数式表示）．
②若200℃时，上述反应经过tmin达到平衡，则该时间段内氢气的平均反应速率为$\frac{b}{2t}$mol/（L．min）．
（3）以渗透于多孔基质的惰性导电物质材料为电极，用35%～50%KOH为电解液，甲烷和空气为原料，构成碱性燃料电池，该电池负极的电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O
（4）以甲烷燃料电池做电源，用如图2所示装置，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，用离子方程式表示沉淀产生的原因是Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（5）已知25℃时，Al（OH）₃的Ksp=8.0×10 ^-33．若使某铝盐溶液中的Al³⁺降至1.0×10^-6 mol．L^-l时，则需调节溶液的pH至5.3 （已知lg5=0.7）．

2．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大．其中A、C原子的L层有2个未成对电子．D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构．F³⁺离子M层3d轨道电子为半满状态．请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，用所对应的元素符号表示）
（1）写出F原子的外围电子排布式3d⁶4s²．

元素		M	F
电离能（kJ•mol^-1）	I₁	717	759
	I₂	1509	1561
	I₃	3248	2957

（2）与A₂^2-互为等电子体的单质是N₂，A₂^2-中成键原子的杂化类型是sp
（3）F和M（质子数为25）两元素的部分电离能数据列于右表：比较两元素的I₂、I₃可知，气态M²⁺再失去一个电子比气态F²⁺再失去一个电子难．对此，你的解释是：Mn²⁺的3d轨道电子排布为半满状态较稳定．
（4）H₂S和C元素的氢化物（分子式为H₂C₂）的主要物理性质比较如下：

	熔点/K	沸点/K	标准状况时在水中的溶解度
H₂S	187	202	2.6
H₂C₂	272	423	以任意比互溶

H₂S和H₂C₂的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因：H₂O₂分子间存在氢键，与水分子可形成氢键；
（5）如图a、b分别为M、F晶体的堆积模型，假设M的原子半径分别为Ranm，它的空间利用率：（不用化简）M$\frac{π}{3\sqrt{2}}$．

9．关于铅蓄电池的说法正确的是（　　）

	A．	在放电时，正极发生的反应是Pb+SO₄^2-═PbSO₄+2e^-
	B．	在放电时，该电池的负极材料是铅板
	C．	在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
	D．	在充电时，阳极发生的反应是PbSO₄+2e^-═Pb+SO₄^2-

6．现有ag铁碳合金，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，设计了如图1所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请回答相应问题．

（1）未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应．
（2）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象．写出碳与浓硫酸加热反应的化学方程式C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）待A中不再逸出气体时停止加热，拆下E并称重．E增重b g．铁碳合金中铁的质量分数为$\frac{11a-3b}{11a}$×100%（写表达式）．能用该方法测定的实验现象是C中紫色未褪尽．
（4）某同学认为上述方法较复杂，使用图2所示的装置和其它常用实验仪器测定某些数据即可．为了快速和准确的计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是C（填写代号）．
A．用排水法测定H₂的体积
B．反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量
C．测定反应前后装置和药品的总质量．

7．下列说法中，正确的是（　　）

	A．	1 mol CO₂的质量是44g
	B．	17 g NH₃的体积是22.4 L
	C．	100 mL 1 mol/L NaOH溶液中含有1 mol OH^-
	D．	标准状况下，11.2 L O₂中含有6.02×10²³个氧分子

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