Question

（14分）硫酰氯（SO₂Cl₂）是重要的化学试剂，可由如下反应制取：SO₂(g)+Cl₂(g) SO₂Cl₂(g) △H

针对该反应回答下列问题：

（1）已知：①SO₂(g)+Cl₂(g)+SCl₂(g) 2SOCl₂(g) △H₁=-akJ/mol

②SO₂Cl₂(g)+SCl₂(g) 2SOCl₂(g) △H₂=-bkJ/mol（a>b>0）

则△H=________ kJ/mol（用a、b的代数式表示）

（2）为了提高该反应中Cl₂的平衡转化率，下列措施合理的是________（填字母序号）。

A．缩小容器体积    B．使用催化剂   C．增加SO₂浓度    D．升高温度

（3）若在绝热、恒容的密闭体系中，投入一定量SO₂和Cl₂，发生该反应，下列示意图能说明t1 时刻反应达到平衡状态的是（填字母序号）。（下图中υ正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量）

（4）若在催化剂作用下，将n molSO₂与nmolCl₂充入容积可变的密闭容器中，并始终保持温度为T，压强为P。起始时气体总体积为10L，t min时反应达到平衡状态，此时气体总体积为8L。

①在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。则υ(SO₂)= _________。

②此温度下，该反应的K=_________。

③相同条件下，若将0.5nmolSO₂与0.5nmolCl₂充入该容器，到达平衡状态时，混合物中SO₂Cl₂的物质的量是_________。

（5）该反应的产物SO₂Cl₂遇水发生剧烈水解生成两种强酸，写出其化学方程式_______________；已知于水所得溶液中逐滴加入AgNO₃稀溶液时，最先产生的沉淀是______。

Answer

（1）-（a-b）

（2）AC

（3）BD

（4）①0.4n/t；② 80/9nL/mol； ③0.2nmol

（5）SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；AgCl

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，①-②可得所求化学方程式的反应热，则△H=[-a-(-b)]kJ/mol=-(a-b)lJ/mol；

（2）A、缩小容器的体积，则压强增大，平衡正向移动，氯气的转化率增大，正确；B、使用催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡，所以氯气的转化率不变，错误；C、增加二氧化硫的浓度，则平衡正向移动，氯气的转化率增大，正确；D、因为反应热为-(a-b)lJ/mol，a>b，所以为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，所以氯气的转化率降低，错误，答案选AC；

（3）A、平衡时正逆反应速率相等且保持不变为平衡状态，所以正反应速率最大时，说明反应未达平衡状态，错误；B、平衡常数不变时，说明该反应达到平衡状态，正确；C、SO2Cl2与二氧化硫的物质的量相等的时刻，不能说明反应达到平衡状态，错误；D、二氧化硫的质量随反应进行逐渐减小，当二氧化硫的质量不变时，说明达到平衡状态，正确，答案选BD；

（4）①设反应中二氧化硫的物质的量减少xmol，则平衡时气体的总物质的量是原来的0.8倍，则气体的总物质的量是1.6nmol，所以有n-x+n-x+x=1.6n，解得x=0.4n，则用物质的量表示的反应速率υ(SO2)=0.4n/t；

②此温度下，平衡时二氧化硫和氯气的物质的量均是n-0.4n=0.6nmol，SO2Cl2的物质的量是0.4nmol，容器的体积为8L，则该反应的K=0.4n/8L/(0.6n/8L)2=80/9nL/mol；

③相同条件下，若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器，到达平衡状态时与原平衡是等效平衡，因为起始物质的量是原来的0.5倍，则平衡时，SO2Cl2的物质的量也是原来的0.5倍，所以为0.2nmol；

（5）SO2Cl2遇水发生剧烈水解生成两种强酸，则该酸为硫酸和盐酸，化学方程式是SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；根据沉淀的溶解度数值，可知生成AgCl沉淀时银离子浓度约为10-5mol/L，而硫酸银沉淀时银离子的浓度约为10-3mol/L，则AgCl先沉淀。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡移动的判断，平衡常数的计算，沉淀溶解度的应用