Question

9．氯化亞砜用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料工業(yè)及有機(jī)合成工業(yè)，常作氯化劑，制鋰氯化亞砜（Li/SOCl₂）電池．工業(yè)上用SO₂、SCl₂與Cl₂反應(yīng)合成SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）．
（1）在373K時，向2L的密閉容器中通入SO₂、SCl₂與Cl₂均為0.04mol，發(fā)生上述反應(yīng)．測得其壓強(qiáng)（p）隨時間（t）的變化為表中數(shù)據(jù)I（反應(yīng)達(dá)到平衡時的溫度與起始溫度相同）．

t/min		0	1	2	3	4	5
I	p	6.0p0	6.7p0	6.1p0	5.4p0	5.0p0	5.0p0
II	p	6.0p0	7.0p0	5.3p0	5.0p0	5.0p0	5.0p0

請回答下列問題：
①該反應(yīng)的△H＜（填“＞”“＜”或“=”）0．
②反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，v（SOCl₂）=0.005mol/（L•min）．
③若只改變某一條件，其他條件相同時，測得其壓強(qiáng)隨時間的變化為表中數(shù)據(jù)II，則改變的條件是使用催化劑．
（2）如圖是某同學(xué)測定上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值（lgK）與溫度的變化關(guān)系點(diǎn)．
①A點(diǎn)的數(shù)值為2.6．（已知：lg4=0.6）
②當(dāng)升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，A點(diǎn)可能變化為BE點(diǎn)．
（3）已知反應(yīng)S₄（g）+4Cl₂（g）═4SCl₂（g）  的△H=-4kJ•mol^-1，1molS₄（g）、1molSCl₂（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收1064kJ、510kJ的能量，則1molCl₂（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為243kJ．
（4）某種鋰電池的負(fù)極由金屬鋰構(gòu)成，正極由二氯亞砜（SOCl₂）和碳材料構(gòu)成．總反應(yīng)為：4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂↑，此種鋰電池是一次電池，在放電時有氣體產(chǎn)生．此電池工作時正極的電極反應(yīng)式為2SOCl₂+4e^-=S+SO₂↑+4Cl^-，電解質(zhì)中鋰離子定向移向正極極（填“正極”或“負(fù)極”）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響考慮；
②向2L的密閉容器中通入SO₂、SCl₂與Cl₂均為0.04mol，設(shè)參與反應(yīng)的為SO₂為x，列三段式，根據(jù)溫度相同、體積相同，氣體的物質(zhì)的量之比=氣體的壓強(qiáng)之比，解得x，再由v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
③II與Ⅰ比較，反應(yīng)速率加快，但平衡狀態(tài)一樣，應(yīng)為使用催化劑；
（2）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積之比計(jì)算；
②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響結(jié)合對數(shù)可得；
（3）由△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計(jì)算可得；
（4）正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合總反應(yīng)產(chǎn)物可得正極電極反應(yīng)式；陽離子移向正極．

解答 解：（1）①升高溫度，K值減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)的△H＜0，故答案為：＜；
②向2L的密閉容器中通入SO₂、SCl₂與Cl₂均為0.04mol，設(shè)參與反應(yīng)的為SO₂為x，則：
       SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）
n始：0.04        0.04          0.04            0
n轉(zhuǎn)：x              x              x                2x
n平：0.04-x      0.04-x     0.04-x           2x
由表可知，4min達(dá)到平衡，溫度相同、體積相同，氣體的物質(zhì)的量之比=氣體的壓強(qiáng)之比，則 $\frac{{p}_{平}}{{p}_{始}}$=$\frac{0.12-x}{0.12}$=$\frac{5.0p0}{6.0p0}$，解得x=0.02mol，則反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，v（SOCl₂）=$\frac{0.02mol×2÷2L}{4min}$=0.005mol/（L•min）；
故答案為：0.005mol/（L•min）；
③II與Ⅰ比較，達(dá)到平衡所用時間段，說明反應(yīng)速率加快，但平衡狀態(tài)一樣，應(yīng)為使用催化劑；
故答案為：使用催化劑；
（2）①根據(jù)（1）可知，373K時：
        SO₂（g）+Cl₂（g）+SCl₂（g）?2SOCl₂（g）
c平：0.01        0.01         0.01              0.02
則化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.0{2}^{2}}{0.0{1}^{3}}$=400，則A點(diǎn)的數(shù)值為lgK=lg400=2.6；
故答案為：2.6 
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，K值減小，lgK減小，故A可能變化為B、E兩點(diǎn)；
故答案為：BE；
（3）反應(yīng)S₄（g）+4Cl₂（g）═4SCl₂（g）的△H=-4kJ•mol^-1，1molS₄（g）、1molSCl₂（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收1064kJ、510kJ的能量，設(shè)1molCl₂（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為Q，則△H=1064+4×Q-4×510=-4，解得Q=243；
故答案為：243；
（4）正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)正極電極反應(yīng)式為：2SOCl₂+4e^-=S+SO₂↑+4Cl^-；陽離子移向正極，所以電解質(zhì)中鋰離子移向正極，
故答案為：2SOCl₂+4e^-=S+SO₂↑+4Cl^-；正極．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，溫度對化學(xué)平衡的影響，鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系以及原電池的原理，綜合性強(qiáng)，題目難度不大，考生注意基礎(chǔ)知識的把握與計(jì)算．