Question

氯化亚砜(SOCl₂)在科研和工业上应用比较广泛。回答下列问题：

I．工业上利用尾气SO₂与SCl₂、C1₂反应合成氯化亚砜。发生如下反应：

①C1₂(g)+SO₂(g)SO₂C1₂(g)  △H=-471.7kJ·mol^-1

②SO₂C1₂(g)+SCl₂(g)2SOC1₂(g)△H=-5.6kJ·mol^-1

567K时，在10L密闭容器中，充入一定量的C1₂、SO₂和SCl₂，测得初始压强为p₀，反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化(反应达到平衡时的温度与初始温度相同)如下图所示，起始各组分及达平衡时SO₂C1₂(g)的物质的量如下表。

(1)0~1min，图中数据显示体系压强增大的原因是________________。

(2)0~4min内，v(C1₂)=_____mol·L^-1·min^-1，5min时SCl₂的转化率为________。

(3)567K时，上述反应②的K_P______。

(4)567K下，若扩大容器体积为20L，则平衡时c(SO₂)_____(填“大于”“小于”或“等于”)上述反应平衡时的c(SO₂)。

II．Li／SOCl₂电池是一种高比能量电池，电解液为非水的LiAlC1₄的SOCl₂溶液。正极为金属酞菁配合物(M-Pe，电池正极催化剂)附着的碳棒。正极催化过程为：SOCl₂先与酞菁形成加合物，接着发生加合物的两步快速的电子转移，过程如图所示。

(5)上述正极催化过程M-PeSOCl₂为_______(填“催化剂”或“中间产物”)，放电过程中每转移1mol电子生成_____g硫单质。电池总反应的化学方程式为_______________________________________。

Answer

反应为放热反应，温度升高使体系压强增大 7.5×10-3 20% 0.5 小于 中间产物 8 4Li+2SOCl2==4LiCl+SO2↑+S

【解析】

I．利用三段式求解；

II．根据图像直接判断。

I．(1)0~1min，在10L密闭容器中，发生反应①、②，且反应均为放热反应，气体受热膨胀，导致压强增大；

(2)

在恒温恒容的密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，则1.5：(1.7-2x+y)=1:0.8，化简2x-y=0.5，结合x-y=0.2，求解x=0.3，y=0.1；根据图像，反应4min时达到平衡状态，0~4min内，消耗氯气0.3mol，则v(C12)==7.5×10-3mol·L-1·min-1；5min时，参加反应的SCl2的物质的量为0.1mol，转化率=×100%=20%；

(3)567K时，SO2C12的分压为×0.8P0=P0，SCl2的分压为×0.8P0=P0，SOC12的分压为×0.8P0=P0，KP=(P0)2÷(P0×P0)=0.5；

(4)567K下，若扩大容器体积为20L，反应①平衡逆向移动，但体积增大一倍，导致c(SO2)小于上述反应平衡时的c(SO2)。

II．(5)根据过程图可知，M-PeSOCl2为中间产物；②得1mol电子，③得1mol电子，生成0.5mol的S，故放电过程中每转移1mol电子生成0.25molS，即8g；放电时，Li失电子，生成锂离子，SOCl2得电子生成S、SO2、Cl-，总反应式为4Li+2SOCl2==4LiCl+SO2↑+S。