Question

【题目】亚硫酰氯(SOCl2)又名氯化亚砜，是一种液态的非电解质，沸点为77℃，SOCl2中氧元素与硫元素直接以共价键相连，其中C1呈-1价, SOCl2遇水即剧烈反应，液面上有酸雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出。该气体可使品红溶液褪色，加热后颜色恢复。请回答下列问题：

I.蒸干MgCl2溶液不能得到无水MgCl2，若将SOC12与MgCl2·6H2O混合并加热，可制得无水MgCl2，请用SOC12与水反应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开始时产生白色沉淀，继续加入SOCl2至过量发现白色沉淀逐渐溶解。

(1)出现白色沆淀的离子方程式为__________________。

(2)白色沉淀溶解过程中发生反应：BaSO3+ H+==Ba2++HSO3-；当沉淀完全溶解时测得溶液的pH=3，忽略滴入SOCl2的体积，则溶液中的c(HSO3-)=_______。(H2SO4: Ka1=1.5×10-5，Ka2=1.0×10-7，BaSO3:Kap=5.0×10-7)

III.工业上，氧化亚砜可由如下反应制得：

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)已知各分子中化学键的键能如下表所示：

则表中x=________________。

(2)向1 L容积恒定的密闭容器中充入1.0molPCl5(g)、1.0mol SO3(g)和1.0 mol SCl2(g),进行上述两个反应，其他条件不变时，体系内SO2的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。

①随着温度的升高，SO2的平衡体积分数增大的原因为_________。

②T1℃时，测得平衡体系中SO3的物质的量为0.2 mol。则该温度下,PCl5的平衡转化率为______，反应I的平衡常数的值为__________。

Answer 1

【答案】 SOCl2+H2O==SO2↑+2HCl，随着SOCl2的通入，能够消耗MgCl2 6H2O分解产生的水，同时生成的HCl抑制了 MgCl2的水解 Ba2++4OH-+SOCl2==BaSO3↓+2Cl-+2H2O 0.05 mol·L-1 362 反应i为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，SO2的平衡体积分数增大；反应ii为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO2的平衡体积分数也增大 20% 15

【解析】本题分析：本题主要考查化学平衡。

I.蒸干MgCl2溶液不能得到无水MgCl2，若将SOC12与MgCl2·6H2O混合并加热，可制得无水MgCl2，这是因为SOCl2+H2O==SO2↑+2HCl，随着SOCl2的通入，能够消耗MgCl2 6H2O分解产生的水，同时生成的HCl抑制了 MgCl2的水解。

II. (1)出现白色沆淀的离子方程式为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，将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=反应物键能之和-生成物键能之和=(364×2+331×5-585-320×3-382-2x) kJ·mol-1

=-268kJ·mol-1，x=362。

(2)①随着温度的升高，SO2的平衡体积分数增大的原因为：反应i为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，SO2的平衡体积分数增大；反应ii为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO2的平衡体积分数也增大。

②T1℃时，起始加入1.0mol SO3(g)，测得平衡体系中SO3的物质的量为0.2 mol，由图可知平衡体系中SO2的物质的量为3mol×20%=0.6mol。

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

起始物质的量/mol 1.0 1.0 0 0

变化物质的量/mol 0.8 0.8 0.8 0.8

平衡物质的量/mol 0.2 0.2 0.8 0.8

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

起始物质的量/mol 0.8 1.0 0 0

变化物质的量/mol 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡物质的量/mol 0.6 0.8 0.2 0.2

则该温度下,PCl5的平衡转化率为20%。

反应i和ii同时建立平衡时，SO3、SCl2、SOCl2、SO2的浓度分别是0.2mol/L、0.2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L，平衡常数的值为(1.0×0.6)/(0.2×0.2)=15.