Question

1．硫酰氯（SO₂C_l2）是重要的化學(xué)試劑，可由如下反應(yīng)制取：SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）△H
針對該反應(yīng)回答下列問題：
（1）已知：①SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl^₂（g）?2SOCl₂（g）△H₁=-aKJ•mol^-1
②SO₂Cl₂+SCl₂（g）=2SOCl₂（g）△H₂=-bKJ•mol^-1
③a＞b＞0則△H=-（a-b）kj•mol^-1（用含a、b的代數(shù)式表示）
（2）為了提高該反應(yīng)中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，下列措施合理的是AC（填字母序號）．
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）若在絕熱、恒容的密閉體系中，投入一定量SO₂和Cl₂，發(fā)生該反應(yīng)，下列示意圖能說明t1時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BD（填字母序號）．（下圖中υ正、K、n、m分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和質(zhì)量）

（4）若在催化劑作用下，將nmolSO₂與nmolCl₂充入容積可變的密閉容器中，并始終保持溫度為T，壓強為P．起始時氣體總體積為10L，t min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時氣體總體積為8L．
①在容積改變的條件下，反應(yīng)速率可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來表示．則υ（SO₂）=$\frac{0.4n}{t}$mol/min．
②此溫度下，該反應(yīng)的K=$\frac{80}{9n}$L/mol．
③相同條件下，若將0.5nmolSO₂與0.5nmolCl₂充入該容器，到達(dá)平衡狀態(tài)時，混合物中SO₂Cl₂的物質(zhì)的量是0.2nmol．
（5）該反應(yīng)的產(chǎn)物SO₂Cl₂遇水發(fā)生劇烈水解生成兩種強酸，寫出其化學(xué)方程式SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl
；已知25℃時，K_sp[AgCl]=1.8×10^-10，K_sp[Ag₂SO₄]=1.4×10^-5，則SO₂Cl₂于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液時，最先產(chǎn)生的沉淀是AgCl．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）提高反應(yīng)中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應(yīng)移動，根據(jù)平衡移動原理結(jié)合選項分析解答，注意不能增大氯氣的用量；
（3）A、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化；
B、到達(dá)平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，結(jié)合反應(yīng)熱判斷隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)溫度變化，判斷溫度對化學(xué)平衡常數(shù)的影響；
C、到達(dá)平衡后，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不發(fā)生變化；
D、到達(dá)平衡后，各組分的含量不發(fā)生變化，質(zhì)量不變；
（4）①依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算，容積可變的密閉容器中，并始終保持溫度為T，壓強為P，氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比；
②平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
③將nmolSO₂與nmolCl₂充入容積可變的密閉容器中，得到SO₂Cl₂，0.4nmol，則恒壓容器中成正比例關(guān)系，則0.5nmol二氧化硫和0.5nmolCl2，反應(yīng)生成SO₂Cl₂0.2nmol；
（5）SO₂Cl₂遇水發(fā)生劇烈水解，且產(chǎn)生白霧，白霧是水解生成HCl與空氣中水蒸氣結(jié)合所致，則-SO₂-基團(tuán)結(jié)合2個-OH生成H₂SO₄；氯化銀的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Ag₂SO₄的溶解度，SO₂Cl₂溶于水所得溶液中c（H₂SO₄）：c（HCl）=1：2，溶液中離子濃度為硫酸根離子的2倍，故AgCl最先沉淀．

解答 解：（1）①SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl^₂（g）?2SOCl₂（g）△H₁=-aKJ•mol^-1
②SO₂Cl₂+SCl₂（g）=2SOCl₂（g）△H₂=-bKJ•mol^-1
蓋斯定律計算①-②得到：SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）△H=-（a-b）KJ/mol，
故答案為：-（a-b）；
（2）提高反應(yīng)中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應(yīng)移動，不能增大氯氣的用量，
A．縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應(yīng)移動，Cl₂的轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；
B．使用催化劑，縮短到達(dá)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(yīng)移動，Cl₂的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，Cl₂的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯誤；
故答案為：AC；
（3）A、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化，t₁時刻V_正最大，之后速率不變，故a錯誤；
B、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，達(dá)最高，平衡常數(shù)不變，為最小，圖象與實際符合，故B正確；
C、t₁時刻后SO₂（g），SO₂Cl₂（g）的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t₁時刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、t₁時刻，SO₂的質(zhì)量為定值，處于平衡狀態(tài)，圖象與實際符合，故D正確；
故選BD；
（4）若在催化劑作用下，將nmolSO₂與nmolCl₂充入容積可變的密閉容器中，并始終保持溫度為T，壓強為P．起始時氣體總體積為10L，t min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時氣體總體積為8L，設(shè)反應(yīng)的二氧化硫物質(zhì)的量為x，
             SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）
起始量（mol）  n       n         0
變化量（mol）  x       x          x
平衡量（mol）n-x      n-x         x
保持溫度為T，壓強為P，氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比，2n：（2n-x）=10：8，
x=0.4n，
①在容積改變的條件下，反應(yīng)速率可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來表示．則υ（SO₂）=$\frac{0.4n}{t}$mol/min，
故答案為：$\frac{0.4n}{t}$mol/min；
②依據(jù)①結(jié)合平衡概念計算，K═$\frac{\frac{0.4n}{8}}{\frac{n-0.4n}{8}×\frac{n-0.4n}{8}}$=$\frac{80}{9n}$L/mol，
故答案為：$\frac{80}{9n}$L/mol；
③將nmolSO₂與nmolCl₂充入容積可變的密閉容器中，得到SO₂Cl₂，0.4nmol，則恒壓容器中成正比例關(guān)系，相同條件下，若將0.5nmolSO₂與0.5nmolCl₂充入該容器，到達(dá)平衡狀態(tài)時，消耗二氧化硫物質(zhì)的量為0.2n，混合物中SO₂Cl₂的物質(zhì)的量是0.2nmol，
故答案為：0.2nmol；
（5）SO₂Cl₂遇水發(fā)生劇烈水解，且產(chǎn)生白霧，白霧是水解生成HCl與空氣中水蒸氣結(jié)合所致，則-SO₂-基團(tuán)結(jié)合2個-OH生成H₂SO₄，反應(yīng)方程式為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，氯化銀的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Ag₂SO₄的溶解度，SO₂Cl₂溶于水所得溶液中c（H₂SO₄）：c（HCl）=1：2，溶液中離子濃度為硫酸根離子的2倍，故AgCl最先沉淀，
故答案為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；AgCl．

點評 本題考查熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算應(yīng)用，化學(xué)平衡的影響因素、鹽類水解分析、化學(xué)平衡計算等，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，難度中等．