Question

【題目】氯化亞砜(SOCl2)在科研和工業(yè)上應(yīng)用比較廣泛。回答下列問(wèn)題：

I．工業(yè)上利用尾氣SO2與SCl2、C12反應(yīng)合成氯化亞砜。發(fā)生如下反應(yīng)：

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

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

567K時(shí)，在10L密閉容器中，充入一定量的C12、SO2和SCl2，測(cè)得初始?jí)簭?qiáng)為p0，反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)總壓強(qiáng)(p)隨時(shí)間(t)變化(反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的溫度與初始溫度相同)如下圖所示，起始各組分及達(dá)平衡時(shí)SO2C12(g)的物質(zhì)的量如下表。

(1)0~1min，圖中數(shù)據(jù)顯示體系壓強(qiáng)增大的原因是________________。

(2)0~4min內(nèi)，v(C12)=_____mol·L-1·min-1，5min時(shí)SCl2的轉(zhuǎn)化率為________。

(3)567K時(shí)，上述反應(yīng)②的KP______。

(4)567K下，若擴(kuò)大容器體積為20L，則平衡時(shí)c(SO2)_____(填“大于”“小于”或“等于”)上述反應(yīng)平衡時(shí)的c(SO2)。

II．Li／SOCl2電池是一種高比能量電池，電解液為非水的LiAlC14的SOCl2溶液。正極為金屬酞菁配合物(M-Pe，電池正極催化劑)附著的碳棒。正極催化過(guò)程為：SOCl2先與酞菁形成加合物，接著發(fā)生加合物的兩步快速的電子轉(zhuǎn)移，過(guò)程如圖所示。

(5)上述正極催化過(guò)程M-PeSOCl2為_______(填“催化劑”或“中間產(chǎn)物”)，放電過(guò)程中每轉(zhuǎn)移1mol電子生成_____g硫單質(zhì)。電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。

Answer 1

【答案】反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高使體系壓強(qiáng)增大 7.5×10-3 20% 0.5 小于 中間產(chǎn)物 8 4Li+2SOCl2==4LiCl+SO2↑+S

【解析】

I．利用三段式求解；

II．根據(jù)圖像直接判斷。

I．(1)0~1min，在10L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)①、②，且反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，氣體受熱膨脹，導(dǎo)致壓強(qiáng)增大；

(2)

在恒溫恒容的密閉容器中，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，則1.5：(1.7-2x+y)=1:0.8，化簡(jiǎn)2x-y=0.5，結(jié)合x-y=0.2，求解x=0.3，y=0.1；根據(jù)圖像，反應(yīng)4min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，0~4min內(nèi)，消耗氯氣0.3mol，則v(C12)==7.5×10-3mol·L-1·min-1；5min時(shí)，參加反應(yīng)的SCl2的物質(zhì)的量為0.1mol，轉(zhuǎn)化率=×100%=20%；

(3)567K時(shí)，SO2C12的分壓為×0.8P0=P0，SCl2的分壓為×0.8P0=P0，SOC12的分壓為×0.8P0=P0，KP=(P0)2÷(P0×P0)=0.5；

(4)567K下，若擴(kuò)大容器體積為20L，反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，但體積增大一倍，導(dǎo)致c(SO2)小于上述反應(yīng)平衡時(shí)的c(SO2)。

II．(5)根據(jù)過(guò)程圖可知，M-PeSOCl2為中間產(chǎn)物；②得1mol電子，③得1mol電子，生成0.5mol的S，故放電過(guò)程中每轉(zhuǎn)移1mol電子生成0.25molS，即8g；放電時(shí)，Li失電子，生成鋰離子，SOCl2得電子生成S、SO2、Cl-，總反應(yīng)式為4Li+2SOCl2==4LiCl+SO2↑+S。