Question

氯化硫酰（SO₂Cl₂）主要用作氯化劑．它是一種無(wú)色液體，熔點(diǎn)-54.1℃，沸點(diǎn)69.1℃，遇水生成硫酸和氯化氫．氯化硫�？捎酶稍锏亩�氧化硫和氯氣在活性炭催化劑存在下反應(yīng)制取：SO₂（g）+Cl₂（g）

活性炭

SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol
（1）為了提高上述反應(yīng)中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，下列措施合理的是

 

（用編號(hào)填空）．
A．縮小容器體積    B．使用催化劑    C．增加SO₂濃度    D．升高溫度
（2）300℃時(shí)，體積為1L的密閉容器中充入16.20g SO₂Cl₂，達(dá)到平衡時(shí)容器中含SO₂ 7.616g，則300℃時(shí)合成SO₂Cl₂反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

．
（3）已知某溫度下，已知K_sp（AgCl）=2.0×10^-10，K_sp（Ag₂SO₄）=1.6×10^-5，在SO₂Cl₂溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO₃稀溶液，當(dāng)Ag⁺濃度為0.1mol/L時(shí)，渾濁液中Cl^-濃度與SO₄^2- 濃度之比為

 

．
（4）將（2）所得的平衡混合氣溶于足量的BaCl₂溶液中，計(jì)算最終生成沉淀的質(zhì)量是多少（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．

 

．

Answer 1

分析：（1）提高反應(yīng)中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理結(jié)合選項(xiàng)分析解答，注意不能增大氯氣的用量；
（2）根據(jù)n=

m

M

計(jì)算SO₂的物質(zhì)的量，由方程式可知，Cl₂的物質(zhì)的量等于SO₂的物質(zhì)的量，計(jì)算二者的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式k=

c(SO2Cl2)

c(SO2)c(Cl2)

計(jì)算；
（3）氯化銀的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Ag₂SO₄的溶解度，SO₂Cl₂溶于水所得溶液中c（H₂SO₄）：c（HCl）=1：2，溶液中離子濃度為硫酸根離子的2倍，故AgCl最先沉淀，依據(jù)氯化銀和硫酸銀沉淀溶解平衡定量關(guān)系計(jì)算；
（4）發(fā)生反應(yīng)SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，H₂SO₄+BaCl₂═BaSO₄↓+2HCl，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算SO₂Cl₂的物質(zhì)的量，由S元素質(zhì)量守恒可得n（BaSO₄）=n（SO₂Cl₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算硫酸鋇的質(zhì)量．

解答：解：（1）提高反應(yīng)中Cl₂的平衡轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，不能增大氯氣的用量，
A．縮小容器體積，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，Cl₂的轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；
B．使用催化劑，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，不影響平衡移動(dòng)，Cl₂的轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；
C．增加SO₂濃度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，Cl₂的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，Cl₂的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（2）發(fā)生反應(yīng) SO₂Cl₂（l）?SO₂（g）+Cl₂（g），SO₂的物質(zhì)的量為

7.616g

64g/mol

=0.119mol，由方程式可知，n（Cl₂）=n（SO₂）=0.119mol，二者濃度都為

0.119mol

1L

=0.119mol/L，故參加反應(yīng)的SO₂Cl₂的物質(zhì)的量為0.119mol，SO₂Cl₂的物質(zhì)的量為

16.2g

135g/mol

=0.12mol，平衡時(shí)SO₂Cl₂的物質(zhì)的量為0.12mol-0.119mol=0.001mol，故SO₂Cl₂的平衡濃度為

0.001mol

1L

=0.001mol/L，故300℃的合成SO₂Cl₂反應(yīng)的平衡常數(shù)為

0.001

1.119×0.119

=0.0706，
故答案為：0.0706；
（3）氯化銀的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Ag₂SO₄的溶解度，SO₂Cl₂溶于水所得溶液中c（H₂SO₄）：c（HCl）=1：2，溶液中離子濃度為硫酸根離子的2倍，故AgCl最先沉淀，當(dāng)Ag⁺濃度為0.1mol/L時(shí)，渾濁液中Cl^-濃度與SO₄^2- 濃度之比=

c(Cl-)

c(SO42-)

=

c(Cl-)c(Ag+)c(Ag+)

c(SO42-)c2(Ag+)

=

Ksp(AgCl)×c(Ag+)

Ksp(Ag2SO4)

=

2.0×10-10×0.1

1.6×10-5

=1.25×10^-6 mol/L；
故答案為：1.25×10^-6 mol/L；
（4）發(fā)生反應(yīng)SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，H₂SO₄+BaCl₂═BaSO₄↓+2HCl，SO₂Cl₂的物質(zhì)的量為

16.2g

135g/mol

=0.12mol，由S元素質(zhì)量守恒可得n（BaSO₄）=n（SO₂Cl₂）=0.12mol，故硫酸鋇的質(zhì)量為0.12mol×233g/mol=27.96g，
答：生成硫酸鋇的質(zhì)量為27.96g；

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的影響因素、沉淀轉(zhuǎn)化、平衡常數(shù)計(jì)算、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，（4）中計(jì)算注意根據(jù)元素守恒進(jìn)行計(jì)算．