Question

【題目】氯化亞砜(SOCl2)在科研和工業上應用比較廣泛�；卮鹣铝袉栴}：

I．工業上利用尾氣SO2與SCl2、C12反應合成氯化亞砜。發生如下反應：

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

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

567K時，在10L密閉容器中，充入一定量的C12、SO2和SCl2，測得初始壓強為p0，反應過程中容器內總壓強(p)隨時間(t)變化(反應達到平衡時的溫度與初始溫度相同)如下圖所示，起始各組分及達平衡時SO2C12(g)的物質的量如下表。

(1)0~1min，圖中數據顯示體系壓強增大的原因是________________。

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

(3)567K時，上述反應②的KP______。

(4)567K下，若擴大容器體積為20L，則平衡時c(SO2)_____(填“大于”“小于”或“等于”)上述反應平衡時的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。正極催化過程為：SOCl2先與酞菁形成加合物，接著發生加合物的兩步快速的電子轉移，過程如圖所示。

(5)上述正極催化過程M-PeSOCl2為_______(填“催化劑”或“中間產物”)，放電過程中每轉移1mol電子生成_____g硫單質。電池總反應的化學方程式為_______________________________________。

Answer 1

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

【解析】

I．利用三段式求解；

II．根據圖像直接判斷。

I．(1)0~1min，在10L密閉容器中，發生反應①、②，且反應均為放熱反應，氣體受熱膨脹，導致壓強增大；

(2)

在恒溫恒容的密閉容器中，壓強之比等于物質的量之比，則1.5：(1.7-2x+y)=1:0.8，化簡2x-y=0.5，結合x-y=0.2，求解x=0.3，y=0.1；根據圖像，反應4min時達到平衡狀態，0~4min內，消耗氯氣0.3mol，則v(C12)==7.5×10-3mol·L-1·min-1；5min時，參加反應的SCl2的物質的量為0.1mol，轉化率=×100%=20%；

(3)567K時，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，若擴大容器體積為20L，反應①平衡逆向移動，但體積增大一倍，導致c(SO2)小于上述反應平衡時的c(SO2)。

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