Question

（14分）磺酰氯（SO2Cl2）是一種有機氯化劑，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-54.1℃，沸點69.1℃，遇水發(fā)生劇烈水解。

（1）已知：①SO2 (g) +Cl2 (g)+ SCl2 (g)2SOCl2 (g) △H=a kJ·mol－1

②SO2Cl2(g)+ SCl2 (g) 2SOCl2(g) △H=b kJ·mol－1

則反應(yīng)：SO2(g) + Cl2(g)SO2Cl2(g) △H = kJ·mol－1（用含a、b的代數(shù)式表示）；該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K = 。

（2）磺酰氯可與白磷發(fā)生反應(yīng)為：P4 + 10 SO2Cl2 = 4PCl5 + 10SO2↑，若生成1molSO2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 mol。

（3）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)計的制備磺酰氯裝置如圖-1。

①若用濃鹽酸與二氧化錳為原料制取Cl2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

②有關(guān)圖-1所示的裝置說法正確的是 （不定項選擇）。

a.A、E處洗氣瓶中盛放的可能分別是飽和食鹽水和飽和NaHSO3溶液

b.B處反應(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭作催化劑

c.B處反應(yīng)管冷卻水應(yīng)從m接口通入

d.裝置C處吸濾瓶應(yīng)放在冰水中冷卻

e.D處U形管中盛放的可能是堿石灰

③從化學(xué)平衡移動角度分析，反應(yīng)管通水冷卻的目的為 。

（4）GET公司開發(fā)的Li-SO2Cl2軍用電池，其示意圖如圖-2所示，已知電池反應(yīng)為：2Li + SO2Cl2 = 2LiCl + SO2↑；則電池工作時，正極的電極反應(yīng)式為 。

 

Answer 1

（1）a－b （2分）； c(SO2Cl2)/[c(SO2)·c(Cl2)]（2分）；（2）2（2分）

（3）①MnO2 +4HCl(濃) MnCl2 + Cl2↑ +2H2O（2分）②bde（2分）

③冷凝、降溫均有利于SO2Cl2生成（2分）

（4）SO2Cl2 + 2e－ = 2Cl－+ SO2↑（2分）

【解析】

試題分析：①－②，整理可得：SO2(g) + Cl2(g) SO2Cl2(g) △H =（a－b）kJ/mol；根據(jù)平衡常數(shù)的定義可得：該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K = c(SO2Cl2)/[c(SO2)·c(Cl2)]；（2）磺酰氯可與白磷發(fā)生反應(yīng)為：P4 + 10 SO2Cl2 = 4PCl5 + 10SO2↑，根據(jù)方程式可知每產(chǎn)生10mol的SO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是20mol，所以若生成1molSO2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol。（3）①用濃鹽酸與二氧化錳為原料制取Cl2的化學(xué)方程式為MnO2 +4HCl(濃) MnCl2 + Cl2↑ +2H2O；a.潮濕的氯氣與SO2會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸和硫酸，所以A、E處洗氣瓶中盛放的不可能分別是飽和食鹽水和飽和NaHSO3溶液，錯誤；b.B處反應(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭作催化劑，正確；c.為了是冷凝效果增強，在B處反應(yīng)管冷卻水應(yīng)從n接口通入，錯誤；d.因為 SO2(g)+ Cl2(g) SO2Cl2(g) 的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以根據(jù)平衡移動原理，應(yīng)該降低溫度，所以裝置C處吸濾瓶應(yīng)放在冰水中冷卻才可以提高SO2Cl2的產(chǎn)率；e.由于SO2、Cl2都是大氣污染物，因此在排放之前應(yīng)該進(jìn)行尾氣處理，二者都可以與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以在D處U形管中盛放的可能是堿石灰，正確。③從化學(xué)平衡移動角度分析，反應(yīng)管通水冷卻的目的為冷凝、降溫均有利于SO2Cl2生成；（4）GET公司開發(fā)的Li-SO2Cl2軍用電池，其示意圖如題20圖-2所示，已知電池反應(yīng)為：2Li + SO2Cl2 = 2LiCl + SO2↑；則電池工作時，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，該電極反應(yīng)式為SO2Cl2 + 2e－ = 2Cl－+ SO2↑。

考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用、氯氣的實驗室正確方法的方程式表示、反應(yīng)條件的控制、原電池反應(yīng)原理的知識。