Question

20．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℃．氯化硫�？捎酶稍锏亩�氧化硫和氯氣在活性炭催化劑存在下反應制�。�
SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol
（1）試寫出常溫常壓下化學平衡常數(shù)K的表達式：K=$\frac{1}{c（S{O}_{2}）•c（C{l}_{2}）}$；若在此條件下，將化學平衡常數(shù)K增大，化學反應速率v_正也增大，可采取的措施是d（選填編號）．
a．降低溫度  b．移走SO₂Cl₂c．增加反應物濃度  d．以上都不對
（2）為了提高上述反應中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，下列措施合理的是ac（選填編號）．
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）在100℃時，往上述平衡體系中加入³⁷Cl₂，一段時間后，則平衡體系中含有³⁷Cl的物質(zhì)有c（選填編號）．
a．只有³⁷Cl₂  b．只有SO${\;}_{2}^{37}$Cl₂  c．³⁷Cl₂和SO${\;}_{2}^{37}$Cl₂　d．無法判斷
（4）下列描述中能說明上述反應已達平衡的是bd（選填編號）．
a．v（Cl₂）=v（SO₂）
b．容器中氣體壓強不隨時間而變化
c．c（Cl₂）：c（SO₂）=1：1
d．容器中氣體顏色不隨時間而變化．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
平衡常數(shù)只受溫度影響，將化學平衡常數(shù)K增大，應使平衡向正反應移動，該反應正反應是放熱反應，故應降低溫度，化學反應速率降低，據(jù)此解答；
（2）提高反應中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應移動，根據(jù)平衡移動原理結(jié)合選項分析解答，注意不能只增大氯氣的用量；
（3）增大氯氣的濃度，平衡向正反應移動，反應為可逆反應，反應物不能完全反應，平衡時³⁷Cl存在³⁷Cl₂和SO₂³⁷Cl₂ 中；
（4）達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，百分含量不變，以及由此衍生其它一些物理量不變，據(jù)此結(jié)合選項判斷．

解答 解：（1）常溫常壓下SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（l）的平衡常數(shù)K=$\frac{1}{c（S{O}_{2}）•c（C{l}_{2}）}$，
平衡常數(shù)只受溫度影響，將化學平衡常數(shù)K增大，應使平衡向正反應移動，該反應正反應是放熱反應，故應降低溫度，化學反應速率降低，故不能實現(xiàn)K增大的同時化學反應速率v_正增大，故選d，
故答案為：$\frac{1}{c（S{O}_{2}）•c（C{l}_{2}）}$；d；
（2）提高反應中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應移動，不能只增大氯氣的用量，
a．縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應移動，Cl₂的轉(zhuǎn)化率增大，故a正確；
b．使用催化劑，縮短到達平衡的時間，不影響平衡移動，Cl₂的轉(zhuǎn)化率不變，故b錯誤；
c．增加SO₂濃度，平衡向正反應移動，Cl₂的轉(zhuǎn)化率增大，故c正確；
d．該反應正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應移動，Cl₂的轉(zhuǎn)化率降低，故d錯誤；
故答案為：ac；
（3）增大氯氣的濃度，平衡向正反應移動，反應為可逆反應，氯氣不能完全反應，故平衡時³⁷Cl存在³⁷Cl₂和SO₂³⁷Cl₂ 中，
故答案為：c；
（4）a．υ（Cl₂）=υ（SO₂），沒有指明正、逆速率，無法判斷，故a錯誤；
b．隨反應進行，氣體的物質(zhì)的量減小，壓強減小，容器中氣體壓強不隨時間而變化，說明達到平衡，故b正確；
c．平衡時氯氣與二氧化硫的濃度與起始濃度有關(guān)，起始濃度不同，平衡時二者濃度不同，若二者起始濃度相同，用于二者按1：1反應，故任意時刻二者的濃度都相同，故c（Cl₂）：c（SO₂）=1：1不能說明達到平衡，故c錯誤；
 d．容器中氣體顏色不隨時間兩變化，說明氯氣的濃度不再變化，說明達到平衡，故d正確；
故答案為：bd．

點評 本題考查化學平衡常數(shù)、影響反應速率的因素、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡影響因素等知識，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力的考查，難度中等，（1）注意平衡常數(shù)表達式中固體、純液體不需要寫出．