Question

【題目】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)。已知磺酰氯是一種無色液體,熔點(diǎn)-54.1℃,沸點(diǎn)69.1℃,遇水發(fā)生劇烈水解,且產(chǎn)生白霧。

(1)SO2Cl2水解的方程式為_______________________________________________

(2)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)依據(jù)反應(yīng):SO2(g)+ Cl2(g)SO2Cl2(g)；△H ＜0,設(shè)計(jì)制備磺酰氯裝置如圖:

①E中所用的試劑為________________

②實(shí)驗(yàn)室用Na2SO3和硫酸制備SO2,可選用的氣體發(fā)生裝置是____(選填編號)；檢查該裝置氣密性的操作是:關(guān)閉止水夾,再___________________________________

③B處反應(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭的作用為:_______________________D處U形管中盛放的試劑為_________________,作用 :________________________

(3)已知:以下三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱,a、b、c均為正值

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= + ckJ·mol－1

則反應(yīng):SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l) △H=______________kJ·mol－1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)；該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___________。從化學(xué)平衡移動角度分析,反應(yīng)管通水冷卻的目的為____

Answer 1

【答案】SO2Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl 濃硫酸 d 打開分液漏斗活塞加水，一段時(shí)間后，如水無法滴入說明氣密性良好 催化劑 堿石灰 吸收尾氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C (b－a－c) 1/ c(SO2)·c(Cl2) 將產(chǎn)物冷卻，分離出來，有利于平衡正向移動

【解析】

（1）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(gè)-OH生成H2SO4；

（2）①E中盛放的液體用于干燥二氧化硫；

②因?yàn)?/span>Na2SO3易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實(shí)驗(yàn)室用Na2SO3和硫酸制備SO2，可選用的氣體發(fā)生裝置是d；關(guān)閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中；

③B處反應(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭對氯氣和二氧化硫的反應(yīng)起催化作用；D處U形管中盛放的固體干燥劑，可能是固體堿石灰；

（3）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算分析；根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式定義書寫，依據(jù)化學(xué)平衡原理回答即可。

（1）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(gè)-OH生成H2SO4，反應(yīng)方程式為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，故答案為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；

（2）①E中盛放的液體用于干燥二氧化硫，可以用濃硫酸干燥二氧化硫，故答案為：濃硫酸；

②因?yàn)?/span>Na2SO3易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實(shí)驗(yàn)室用Na2SO3和硫酸制備SO2，可選用的氣體發(fā)生裝置是d；檢查該裝置氣密性的操作是：關(guān)閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中，故答案為：d；打開分液漏斗活塞加水，一段時(shí)間后，如水無法滴入說明氣密性良好；

③B處反應(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭對氯氣和二氧化硫的反應(yīng)起催化作用，D處U形管中盛放的固體干燥劑，可能是固體堿石灰，故答案為：催化劑；堿石灰；吸收尾氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C；

（3）①SO2（g）+Cl2（g）+SCl2（g）2SOCl2（g）△H=-akJmol-1

②SO2Cl2（g）+SCl2（g）2SOCl2（g）△H=-bkJmol-1

③SO2Cl2（l）SO2Cl2（g）△H=+ckJmol-1

根據(jù)蓋斯定律①-②-③得：SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（l）△H=-（a-b+c ）kJmol-1，平衡常數(shù)K= ，依據(jù)化學(xué)平衡移動原理解釋為：反應(yīng)管中通入冷凝水，將產(chǎn)物冷卻，分離出來，有利于平衡正向移動，故答案為：-（a+c-b）；；將產(chǎn)物冷卻，分離出來，有利于平衡正向移動。