题目内容

18．磺酰氯（SO2Cl2）是一种有机氯化剂，也是锂电池正极活性物质．已知磺酰氯是一种无色液体，熔点-54.1℃，沸点69.1℃，遇水发生剧烈水解，且产生白雾．
（1）SO2Cl2水解的方程式为SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl．
（2）某学习小组的同学依据反应：SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（g）；△H＜0，设计制备磺酰氯装置如图1：
①E中所用的试剂为浓硫酸．
②实验室用Na2SO3和硫酸制备SO2，可选用的气体发生装置是图2中的d（选填编号）；检查该装置气密性的操作是：关闭止水夹，再打开分液漏斗活塞加水，一段时间后，如水无法滴入说明气密性良好．

③图1中B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭的作用为：催化剂．
D处U形管中盛放的试剂为碱石灰，作用：吸收尾气，防止空气中的水蒸气进入C．
（3）已知：以下三个反应的反应热，a、b、c均为正值
①SO2（g）+Cl2（g）+SCl2（g）?2SOCl2（g）△H=-akJ•mol-1
②SO2Cl2（g）+SCl2（g）?2SOCl2（g）△H=-bkJ•mol-1
③SO2Cl2（l）?SO2Cl2（g）△H=+cJ•mol-1
则反应：SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（l）△H=-（a+c-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=$\frac{1}{c（S{O}_{2}）•c（C{l}_{2}）}$．从化学平衡移动角度分析，反应管通水冷却的目的为将产物冷却，分离出来，有利于平衡正向移动．

分析 （1）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；
（2）①E中盛放的液体用于干燥二氧化硫；
②因为Na2SO3易溶于水，a、b、c装置均不能选用，实验室用Na2SO3和硫酸制备SO2，可选用的气体发生装置是d；关闭止水夹，若气密性很好，则分液漏斗中水不能滴入烧瓶中；
③B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭对氯气和二氧化硫的反应起催化作用；D处U形管中盛放的固体干燥剂，可能是固体碱石灰；
（3）根据盖斯定律计算分析得到，和平衡常数表达式定义书写，依据化学平衡原理回答即可．

解答 解：（1）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，故答案为：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；
（2）①E中盛放的液体用于干燥二氧化硫，可以用浓硫酸干燥二氧化硫，故答案为：浓硫酸；
②因为Na2SO3易溶于水，a、b、c装置均不能选用，实验室用Na2SO3和硫酸制备SO2，可选用的气体发生装置是d；检查该装置气密性的操作是：关闭止水夹，若气密性很好，则分液漏斗中水不能滴入烧瓶中，故答案为：d；打开分液漏斗活塞加水，一段时间后，如水无法滴入说明气密性良好；
③B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭对氯气和二氧化硫的反应起催化作用，D处U形管中盛放的固体干燥剂，可能是固体碱石灰，故答案为：催化剂；碱石灰；吸收尾气，防止空气中的水蒸气进入C；
（3）①SO2（g）+Cl2（g）+SCl2（g）?2SOCl2（g）△H=-akJ•mol-1
②SO2Cl2（g）+SCl2（g）?2SOCl2（g）△H=-bkJ•mol-1
③SO2Cl2（l）?SO2Cl2（g）△H=+cJ•mol-1
根据盖斯定律①-②-③得：SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（l）△H=-（a-b+c ）kJ•mol-1，平衡常数K=$\frac{1}{c（S{O}_{2}）•c（C{l}_{2}）}$，依据化学平衡移动原理解释为：反应管中通入冷凝水，将产物冷却，分离出来，有利于平衡正向移动，故答案为：-（a+c-b）；$\frac{1}{c（S{O}_{2}）•c（C{l}_{2}）}$；将产物冷却，分离出来，有利于平衡正向移动．

点评 本题考查制备实验方案，侧重考查学生对装置的分析评价，注意理解装置气密性的检验，难度中等．

练习册系列答案
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11．灰锡（以粉末状存在）和白锡（韧性很好）是锡的两种同素异形体．已知：
①Sn（s、白）+2HCl（aq）=SnCl2（aq）+H2（g）△H1
②Sn（s、灰）+2HCl（aq）=SnCl2（aq）+H2（g）△H2
③Sn（s、灰）$?_{＜13.2℃}^{＞13.2℃}$Sn（s、白）△H3=+2.1kJ•mol-1
下列说法正确的是（　　）
A．△H1＞△H2
B．锡的两种同素异形体在常温下可以相互转化，是可逆反应
C．灰锡转化为白锡的反应是吸热反应
D．锡制器皿应置于高于13.2℃的环境中，否则会自行毁坏
12．下列叙述与胶体性质无关的是（　　）
A．同一支钢笔使用不同品牌墨水时，容易发生堵塞现象
B．当日光从窗隙射入灰尘飞扬的房间时，可观察到一束光线
C．明矾具有净水作用
D．向氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液，产生红褐色沉淀
6．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），经5min后测得D的浓度为0.5mol•L-1，c（A）：c（B）=3：5，用C的浓度变化表示的平均反应速率为0.1mol•L-1•min-1．下列有关结论正确的是（　　）
A．x的值为1
B．用B的浓度变化表示的平均反应速率为0.2 mol•L-1•min-1
C．反应开始前A的物质的量为3 mol
D．5 min时A的浓度为0.2 mol•L-1
13．在2L的密闭容器中4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g），已知NH3的起始浓度为8mol/L，5min后达到化学平衡状态，NH3浓度为2mol/L．求：
（1）达到化学平衡状态时以NH3表示的化学反应速率是多少？
（2）分别用O2、NO 表示的化学反应速率是多少？
（3）达到化学平衡状态时NO的物质的量是多少？
3．根据所学知识填空：
（1）已知某反应的各物质浓度数据如下：
aA（g）+bB（g）?2C（g）
起始浓度（mol•L-1）：1.5   1.0      0
2s末浓度（mol•L-1）：0.9   0.8      0.4
则①a=3，b=1；
②2s内用B表示该反应的反应速率为0.1mol/（L•s）．
（2）由碳棒、铁片和200mL 1.5mol•L-1的稀硫酸组成的原电池中，当在碳棒上产生气体3.36L（标准状况）时，求：①有1.806×1023个电子通过了电线？（NA=6.02×1023）
②此时溶液中H+的物质的量浓度为1.5mol/L（不考虑溶液体积变化）．
10．化合物A是一种不稳定的物质，分子组成可以表示为OxFy，10 毫升的A气体可以分解为15毫升的氧气和10毫升的氟气（气体体积均为同温同压下测定）：A的化学式为O3F2，推断的依据为阿伏伽德罗定律、质量守恒定律．
7．金属铝和铁在生产生活中有着非常广泛的应用．
（1）性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因是铝常温下与氧气反应，表面形成致密的氧化膜．
（2）写出如图1所示铝热反应的化学方程式2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe．
（3）某研究小组为比较铝和铁的金属性强弱，设计了如图2使用注射器的实验．

步骤如下：
Ⅰ．取150mL规格的注射器2个（甲、乙），洗涤干净后，晾干．
Ⅱ．分别在甲、乙注射器内放入1.0g 细的铁丝和 1.0g薄的铝片（铁丝和铝片均已除去氧化膜），将注射器活塞压至底部，排除空气．
Ⅲ．用甲、乙注射器同时吸取30mL 1.0mol/L的稀盐酸，之后用胶帽密封．
Ⅳ．观察、记录并比较注射器活塞向外移动的速度，以判断铁、铝的活泼性．
实验结果：铁比铝的反应速率还要快．这显然与理论不符．
①结果分析：造成实验结果跟理论不符的主要原因可能是某一实验条件控制有误．请你简要指出：铁丝与铝片的表面积不相同．
②对甲装置的记录显示，从实验开始到2min末，共收集到H2 67.2mL（已进行干燥处理并折算为标准状况），反应前后溶液体积变化忽略不计，该时间段内平均反应速率c（HCl）=0.10mol．L-1．min-1．
③对甲和乙实验的记录均显示，开始反应后，产生H2的速率呈现先增大、后减缓的趋势，图3定性表达了该过程．则t1～t2反应速率增大的主要影响因素是反应放热使体系温度升高，t2～t3反应速率逐渐减小的主要影响因素是盐酸浓度降低．
8．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．硫酸铝溶液中加入过量氨水    Al3++30H-═Al（OH）3↓
B．向NH4HSO4溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至刚好沉淀完全Ba2++H++OH-+SO42-═BaSO4↓+H2O
C．CuSO4溶液与少量的Ba（OH）2溶液：Cu2++SO42-+Ba2++2OH-═Cu（OH）2↓+BaSO4↓
D．硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液    Fe2++2H++H2O2═Fe3++2H2O

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