Question

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）則反應(yīng)：SO₂（g）+Cl₂（g）+SO₂?Cl₂（l）△H=（-a-b）kJ•mol^-1（用含a、b的代數(shù)式表示）；該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{c（S{O}_{2}）c（C{l}_{2}）}$
（2）磺酰氯（SO₂Cl₂）是一種有機(jī)氯化劑，也是鋰電池正極活性物質(zhì)．
某學(xué)習(xí)小組依據(jù)反應(yīng)：SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g），設(shè)計(jì)制備磺酰氯的裝置如圖，有關(guān)信息如表所示．

	SO2Cl2	Cl2	SO2
熔點(diǎn)/℃	-54.1	-101	-72.4
沸點(diǎn)/℃	69.1	-34.6	-10
性質(zhì)	遇水發(fā)生劇烈水解	/	/

①B儀器在本實(shí)驗(yàn)中的作用是冷凝SO₂Cl₂（或使揮發(fā)的產(chǎn)物SO₂Cl₂冷凝）；由此可見該反應(yīng)為放（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)，干燥管的作用是防止水蒸氣進(jìn)入A與SO₂Cl₂發(fā)生水解反應(yīng)，吸收SO₂和Cl₂氣體，防止污染空氣
②若用濃鹽酸與高錳酸鉀為原料制取Cl₂，則反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
③為了便于混合物的分離且提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，A裝置的反應(yīng)條件最好選擇B；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將A中混合物分離開的最好方法是G．
A．常溫 B．冰水浴   C．加熱至69.1℃D．沸水浴
E．過濾          F．萃取          G．蒸餾 H．重結(jié)晶
④分離產(chǎn)物后，向獲得的SO₂Cl₂中加水，出現(xiàn)白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．
經(jīng)分析SO₂Cl₂與H₂O反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，寫SO₂Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂Cl₂+4NaOH=Na₂SO₄+2NaCl+2H₂O
⑤若反應(yīng)中消耗的氯氣的體積為896mL（已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況，SO₂足量），最后得到純凈的磺酰氧3.3g，則磺酰氯的產(chǎn)率為61.1%（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

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
結(jié)合蓋斯定律可知，①-②得到SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g），K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
（2）①B為冷凝管，圖中無加熱裝置，可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，干燥管可防止水蒸氣進(jìn)入A中；
②濃鹽酸與高錳酸鉀為原料制取Cl₂，生成氯化鉀、氯化錳、氯氣和水；
③為放熱反應(yīng)，降溫溫度平衡正向移動(dòng)；結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知，混合物沸點(diǎn)不同；
④SO₂Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)，為非氧化還原反應(yīng)，生成硫酸鈉、氯化鈉和水；
⑤n（Cl₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，由SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）可知，理論生成SO₂Cl₂為0.04mol×135g/mol=5.4g，以此計(jì)算產(chǎn)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
結(jié)合蓋斯定律可知，①-②得到SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g），
則△H=（-a-b）kJ•mol^-1，該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{c（S{O}_{2}）c（C{l}_{2}）}$，
故答案為：（-a-b）kJ•mol^-1；$\frac{c（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{c（S{O}_{2}）c（C{l}_{2}）}$；
（2）①B儀器在本實(shí)驗(yàn)中的作用是冷凝SO₂Cl₂（或使揮發(fā)的產(chǎn)物SO₂Cl₂冷凝），圖中無加熱裝置，反應(yīng)可持續(xù)發(fā)生，可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，干燥管的作用是防止水蒸氣進(jìn)入A與SO₂Cl₂發(fā)生水解反應(yīng)，吸收SO₂和Cl₂氣體，防止污染空氣，
故答案為：冷凝SO₂Cl₂（或使揮發(fā)的產(chǎn)物SO₂Cl₂冷凝）；放；防止水蒸氣進(jìn)入A與SO₂Cl₂發(fā)生水解反應(yīng)，吸收SO₂和Cl₂氣體，防止污染空氣；
②用濃鹽酸與高錳酸鉀為原料制取Cl₂，則反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
③為放熱反應(yīng)，降溫溫度平衡正向移動(dòng)，則選擇冰水浴；結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知，混合物沸點(diǎn)不同，則選擇蒸餾分離，故答案為：B；G；
④SO₂Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂Cl₂+4NaOH=Na₂SO₄+2NaCl+2H₂O，故答案為：SO₂Cl₂+4NaOH=Na₂SO₄+2NaCl+2H₂O；
⑤n（Cl₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，由SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）可知，理論生成SO₂Cl₂為0.04mol×135g/mol=5.4g，最后得到純凈的磺酰氧3.3g，則磺酰氯的產(chǎn)率為$\frac{3.3g}{5.4g}$×100%=61.1%，故答案為：61.1%．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)及化學(xué)平衡計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握蓋斯定律應(yīng)用、制備原理、數(shù)據(jù)應(yīng)用、混合物分離為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用，題目難度不大．