Question

氯化硫酰（SO₂Cl₂）主要用作氯化剂．它是一种无色液体，熔点-54.1℃，沸点69.1℃，遇水生成硫酸和氯化氢．氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯气在活性炭催化剂存在下反应制取：SO₂（g）+Cl₂（g） SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol
（1）为了提高上述反应中Cl₂的平衡转化率，下列措施合理的是______（用编号填空）．
A．缩小容器体积    B．使用催化剂    C．增加SO₂浓度    D．升高温度
（2）已知20℃时，AgCl的溶解度为0.00015g，Ag₂SO₄的溶解度为0.796g．则SO₂Cl₂溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO₃稀溶液时，最先产生的沉淀是______．
（3）300℃时，体积为1L的密闭容器中充入16.20g SO₂Cl₂，达到平衡时容器中含SO₂ 7.616g，则300℃的合成SO₂Cl₂反应的平衡常数为______．
（4）将（3）所得的平衡混合气溶于足量的BaCl₂溶液中，计算最终生成沉淀的质量（写出计算过程）______．

Answer

（1）提高反应中Cl2的平衡转化率，改变条件使平衡向正反应移动，根据平衡移动原理结合选项分析解答，注意不能增大氯气的用量；
（2）氯化银的溶解度远远小于Ag2SO4的溶解度，SO2Cl2溶于水所得溶液中c（H2SO4）：c（HCl）=1：2，溶液中离子浓度为硫酸根离子的2倍，故AgCl最先沉淀；
（3）根据n=计算SO2的物质的量，由方程式可知，Cl2的物质的量等于SO2的物质的量，计算二者的浓度，代入平衡常数表达式k=计算；
（4）发生反应SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl，根据n=计算SO2Cl2的物质的量，由S元素质量守恒可得n（BaSO4）=n（SO2Cl2），再根据m=nM计算硫酸钡的质量．
【解析】
（1）提高反应中Cl2的平衡转化率，改变条件使平衡向正反应移动，不能增大氯气的用量，
A．缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应移动，Cl2的转化率增大，故A正确；
B．使用催化剂，缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，Cl2的转化率不变，故B错误；
C．增加SO2浓度，平衡向正反应移动，Cl2的转化率增大，故C正确；
D．该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，Cl2的转化率降低，故D错误；
故答案为：AC；
（2）氯化银的溶解度远远小于Ag2SO4的溶解度，SO2Cl2溶于水所得溶液中c（H2SO4）：c（HCl）=1：2，溶液中离子浓度为硫酸根离子的2倍，故AgCl最先沉淀，
故答案为：AgCl；
（3）发生反应 SO2Cl2（l）⇌SO2（g）+Cl2（g），SO2的物质的量为=0.119mol，由方程式可知，n（Cl2）=n（SO2）=0.119mol，二者浓度都为=0.119mol/L，故参加反应的SO2Cl2的物质的量为0.119mol，SO2Cl2的物质的量为=0.12mol，平衡时SO2Cl2的物质的量为0.12mol-0.119mol=0.001mol，故SO2Cl2的平衡浓度为=0.001mol/L，故300℃的合成SO2Cl2反应的平衡常数为=0.0706，
故答案为：0.0706；
（4）发生反应SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl，SO2Cl2的物质的量为=0.12mol，由S元素质量守恒可得n（BaSO4）=n（SO2Cl2）=0.12mol，故硫酸钡的质量为0.12mol×233g/mol=27.96g，
答：生成硫酸钡的质量为27.96g．