Question

【题目】硫酰氯(SO2Cl2) 和亚硫酰氯(SOCl2) 均是重要的化工试剂，遇水发生剧烈反应，常用作脱水剂。

已知:①SO2Cl2 (g)SO2(g)+Cl2(g) △H= +471.7kJ/mol; 平衡常数K1

②SO2(g) +Cl2(g) +SCl2(g)2SOCl2(g) △H=-477.3kJ/mol; 平衡常数 K2

（1）反应2SOCl2(g)SO2Cl2(g)+SCl2(g)的平衡常数K=_____(用K1、K2表示) 该反应△H=_____kJ/mol。

（2）若在绝热、恒容的密闭容器中，投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g)，发生反应SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)，下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是____(填序号)。

（3）为研究不同条件对反应①的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molSO2Cl2，10min后反应①达到平衡。测得10min内v(SO2)= 8.0×10-3mo1·L-1·min-1，则平衡时SO2Cl2的转化率α1=_______。若其它条件保持不变，反应①在恒压条件下进行，平衡时SO2Cl2的转化率α2_____α1（填“>”、“<”或“=”）。若要增大SO2Cl2的转化率，可以采取的措施有______(列举一种)。

（4）锂亚硫酰氯(Li/SOCl2) 电池是一种大容量电池，该电池用锂与石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯化铝锂(LiAlCl4) 溶解在亚硫酰氣(SOCl2)中形成的，其电池总反应方程式为:8Li+3SOCl2＝6LiCl+Li2SO3+2S。

①写出电池工作时正极的电极反应式_____________；

②若用此电池做电源，以铂作电极电解200mL 0.2mol.L-1CuSO4溶液，当两极各产生标准状况下896mL的气体时，电池负极消耗锂的质量是______g。

Answer 1

【答案】 +5.6 bd 80% > 升高温度或增大容器体积或减小压强 3SOCl2+8e-==6Cl-+SO32-+2S 1.12

【解析】（1）由①+②可得，SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)，则该反应的平衡常数K= K1K2，△H=+471.7kJ/mol+（- 477.3kJ/mol）= -5.6 kJ/mol。因此，反应2SOCl2(g)SO2Cl2(g)+SCl2的平衡常数K= ，该反应△H= +5.6 kJ/mol。

（2）若在绝热、恒容的密闭容器中，投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g)，发生反应SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)，该反应前后气体的分子数不变，但是由于该反应是放热反应，故在绝热、恒容条件下，容器内的压强会变大。正反应速率受温度和反应物浓度两个因素影响，t1时刻，图a中不能说明正反应速率和逆反应速率相等，故不能说明达到平衡；图b中t1时刻以后压强不变，说明达到平衡；c图中，各组分的浓度在t1时刻后仍在变化，所以t1时刻没有达到平衡；d图中，t1时刻以后反应物的转化率不再变化了，说明达到平衡。所以能说明t1时刻反应达到平衡状态的是b和d。

（3）反应①为SO2Cl2 (g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+471.7kJ/mol，该反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应。在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molSO2Cl2，10min后反应①达到平衡。测得10min内v(SO2)=8.0×10-3mo1.L-1.min-1，则平衡时SO2Cl2的变化量等于n(SO2)=10min2L8.0×10-3mo1.L-1.min-1=0.16mol，所以SO2Cl2的转化率α1=80%.若其它条件保持不变，反应①在恒压条件下进行，由于该反应正反应是气体分子数增大的方向，所以平衡时容器体积变大，相当于对恒容的平衡状态减压（即增大容器体积），故SO2Cl2的转化率变大，α2 >α1。若要增大SO2Cl2的转化率，可以采取的措施有升高温度或增大容器体积（即减小压强）。

（4）由题意及电池总反应方程式8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知，该电池负极为锂、正极为石墨。负极锂失去电子被氧化，电极反应式为8Li-8e- =8Li+，正极上SOCl2得到电子被还原为S。①电池工作时正极的电极反应式3SOCl2+8e-==6Cl-+SO32-+2S；②若用此电池做电源，以铂作电极电解200mL0.2mol.L-1CuSO4溶液，当两极各产生标准状况下896mL的气体时，因为阳极的电极反应产物只有氧气（阴极产物有铜和氢气），则阳极上产生896mL的氧气，这些氧气的物质的量为0.04mol，所以电路中一定通过了0.16mol e-。由电子转移守恒可知，电池负极消耗锂0.16mol，所以消耗锂的质量是0167g=1.12g。