Question

【題目】無機或有機含氧酸分子去掉一個或多個羥基后剩余結構稱為酰基，如“—SO2—”稱為硫酰（基），SOCl2、SO2Cl2、COCl2分別稱為亞硫酰氯、硫酰氯和碳酰氯，它們都有很多相似的性質，如都能發生水解反應生成對應的酸、都可作氯化劑等。回答下列問題：

（1）已知：SO2(g)+PCl5(s) SOCl2(l)+POCl3(l) ΔH1=a kJ·mol1

PCl5(s)+H2O(l) POCl3(l)+2HCl(g) ΔH2=b kJ·mol1

則反應SOCl2(l)+H2O(l) SO2(g)+2HCl(g) ΔH3=________kJ·mol1（用含a、b的代數式表示）。

（2）在1 L的密閉容器中充入1 mol SO2和2 mol Cl2，發生反應：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)，達平衡后，其他條件不變，減小壓強，請在圖中畫出改變條件后反應速率隨時間的變化曲線圖。再次達平衡后測得SO2的轉化率為35%。反應后向密閉容器中注入足量的BaCl2溶液，最終生成沉淀的質量為___________g。

（3）一定條件下存在反應：CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) ΔH=108 kJ·mol1，現有3個體積均為10 L的密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，按如圖所示投料，并在150℃條件下開始反應達平衡。

1 mol CO、1 mol Cl2

Ⅰ絕熱恒容

1 mol COCl2

Ⅱ恒溫恒容

1 mol CO、1 mol Cl2

Ⅲ恒溫恒容

①容器Ⅰ中CO的轉化率與容器Ⅱ中COCl2的轉化率之和_________（填“＞”“＜”或“＝”）1。②容器Ⅲ中反應前總壓強為1 atm，反應后的總壓強為0.75 atm，則反應的平衡常數Kp=__________（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)。

Answer 1

【答案】（1）ba

（2） 233 （3）①＜ ② 4 atm1

【解析】（1）SO2(g)+PCl5(s)SOCl2(l)+POCl3(l) ΔH1=a kJ·mol1 ①

PCl5(s)+H2O(l)POCl3(l)+2HCl(g) ΔH2=b kJ·mol1 ②

反應①反應②得SO2(g)+2HCl(g) SOCl2(l)+H2O(l)，ΔH=ΔH1ΔH2=(ab) kJ·mol1。因此有ΔH3=(ΔH1ΔH2)=(ba) kJ·mol1。

（2）由于生成物中只有液態的SO2Cl2，因此減小壓強的瞬間逆反應速率不變，正反應速率減小，平衡逆向移動。反應后注入足量BaCl2溶液的過程中發生的相關反應有SO2Cl2+2H2OH2SO4+2HCl，SO2+Cl2+2H2O H2SO4+2HCl，H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl，由硫元素守恒得n(BaSO4)=1 mol，質量為233 g。

（3）①若裝置Ⅰ為恒溫恒容，則轉化率之和等于1，由于裝置Ⅰ絕熱，而該反應是放熱反應，隨著反應進行溫度升高不利于CO轉化，因此兩者之和小于1。 ②根據壓強之比等于物質的量之比可知反應后容器內氣體的物質的量為1.5 mol，可知平衡后n(CO)=n(Cl2)= n(COCl2)= 0.5 mol，平衡分壓各為0.25 atm，Kp= =4 atm1。