Question

【題目】亞硫酰氯(SOCl2)又名氯化亞砜，是一種液態的非電解質，沸點為77℃，SOCl2中氧元素與硫元素直接以共價鍵相連，其中C1呈-1價, SOCl2遇水即劇烈反應，液面上有酸霧形成，并有帶刺激性氣味的氣體逸出。該氣體可使品紅溶液褪色，加熱后顏色恢復。請回答下列問題：

I.蒸干MgCl2溶液不能得到無水MgCl2，若將SOC12與MgCl2·6H2O混合并加熱，可制得無水MgCl2，請用SOC12與水反應的方程式和必要的文字描述原因____________。

II. 向1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)3溶液中滴入SOCl2開始時產生白色沉淀，繼續加入SOCl2至過量發現白色沉淀逐漸溶解。

(1)出現白色沆淀的離子方程式為__________________。

(2)白色沉淀溶解過程中發生反應：BaSO3+ H+==Ba2++HSO3-；當沉淀完全溶解時測得溶液的pH=3，忽略滴入SOCl2的體積，則溶液中的c(HSO3-)=_______。(H2SO4: Ka1=1.5×10-5，Ka2=1.0×10-7，BaSO3:Kap=5.0×10-7)

III.工業上，氧化亞砜可由如下反應制得：

i.SO3(g)+SCl2(g) SOCl2(g)+SO2(g) △H1=+302 kJ·mol-1

ii.SO2(g)+PCl5(g) SOCl2(g)+POCl3(g) △H2=-268kJ·mol-1

(1)已知各分子中化學鍵的鍵能如下表所示：

則表中x=________________。

(2)向1 L容積恒定的密閉容器中充入1.0molPCl5(g)、1.0mol SO3(g)和1.0 mol SCl2(g),進行上述兩個反應，其他條件不變時，體系內SO2的平衡體積分數與溫度(T)的關系如圖所示。

①隨著溫度的升高，SO2的平衡體積分數增大的原因為_________。

②T1℃時，測得平衡體系中SO3的物質的量為0.2 mol。則該溫度下,PCl5的平衡轉化率為______，反應I的平衡常數的值為__________。

Answer 1

【答案】 SOCl2+H2O==SO2↑+2HCl，隨著SOCl2的通入，能夠消耗MgCl2 6H2O分解產生的水，同時生成的HCl抑制了 MgCl2的水解 Ba2++4OH-+SOCl2==BaSO3↓+2Cl-+2H2O 0.05 mol·L-1 362 反應i為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，SO2的平衡體積分數增大；反應ii為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，SO2的平衡體積分數也增大 20% 15

【解析】本題分析：本題主要考查化學平衡。

I.蒸干MgCl2溶液不能得到無水MgCl2，若將SOC12與MgCl2·6H2O混合并加熱，可制得無水MgCl2，這是因為SOCl2+H2O==SO2↑+2HCl，隨著SOCl2的通入，能夠消耗MgCl2 6H2O分解產生的水，同時生成的HCl抑制了 MgCl2的水解。

II. (1)出現白色沆淀的離子方程式為Ba2++4OH-+SOCl2==BaSO3↓+2Cl-+2H2O。

(2) BaSO3:Kap=5.0×10-7=c(Ba2+)c(SO32-), c(Ba2+)= c[Ba(OH)3)]= 0.1 mol·L-1，可得c(SO32-)= 5.0×10-6 mol·L-1。

Ka2==1.0×10-7，將c(SO32-)= 5.0×10-6mol·L-1、c(H+)=1×10-3 mol·L-1代入可得

c(HSO3-)=0.05 mol·L-1 。

III.(1) △H2=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和=(364×2+331×5-585-320×3-382-2x) kJ·mol-1

=-268kJ·mol-1，x=362。

(2)①隨著溫度的升高，SO2的平衡體積分數增大的原因為：反應i為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，SO2的平衡體積分數增大；反應ii為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，SO2的平衡體積分數也增大。

②T1℃時，起始加入1.0mol SO3(g)，測得平衡體系中SO3的物質的量為0.2 mol，由圖可知平衡體系中SO2的物質的量為3mol×20%=0.6mol。

i.SO3(g)+SCl2(g) SOCl2(g)+SO2(g)

起始物質的量/mol 1.0 1.0 0 0

變化物質的量/mol 0.8 0.8 0.8 0.8

平衡物質的量/mol 0.2 0.2 0.8 0.8

ii.SO2(g)+PCl5(g) SOCl2(g)+POCl3(g)

起始物質的量/mol 0.8 1.0 0 0

變化物質的量/mol 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡物質的量/mol 0.6 0.8 0.2 0.2

則該溫度下,PCl5的平衡轉化率為20%。

反應i和ii同時建立平衡時，SO3、SCl2、SOCl2、SO2的濃度分別是0.2mol/L、0.2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L，平衡常數的值為(1.0×0.6)/(0.2×0.2)=15.