Question

【题目】氯化亚砜(SOCl2)在科研和工业上应用比较广泛。回答下列问题：

I．工业上利用尾气SO2与SCl2、Cl2反应合成氯化亚砜。发生如下反应：

①Cl2(g)+SO2(g)SO2Cl2(g) △H =-471.7kJmol-1

②SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g) △H=-5.6kJmol-1

567K时，在10L密闭容器中，充入一定量的Cl2、SO2和SCl2，测得初始压强为P0反应过程中容器内总压强（P）随时间（t）变化（反应达到平衡时的温度与起始温度相同）如图所示，起始各组分及达平衡时SO2Cl2(g)的物质的量如表。

各组分	Cl2	SO2(g)	SCl2(g)	SO2Cl2(g)	SOCl2(g)
起始/mol	0.5	0.5	0.5	0	0
平衡/mol				0.2

（1）图中数据显示0～l min体系压强增大的原因是____。

（2）反应①、②达到平衡时，SCl2的转化率为__。

（3）pK=-lgK，567K时，上述反应②的pK=___(结果保留两位有效数字，已知lg2=0.30)。

（4）567K下，若压缩容器体积为5L，则平衡时c(SO2)__（填“大于” “小于”或“等于”）上述反应平衡时的c(SO2)。

II.氯化亚砜常用于合成正丁酰氯。向连有尾气吸收装置的容器中按照物质的量1:1.5投料比加入正丁酸和氯化亚砜，反应为CH3CH2CH2COOH+SOCl2CH3CH2CH2COCl+SO2↑+HCl↑。实验测得温度和时间对反应的影响如表：

序号	实验方法	收率/%
1	25℃，反应6h	73.60
2	25℃，反应8h	74.60
3	75℃，反应2h	75.00
4	75℃，反应3h	76.00
5	先25℃，反应1h；后75℃，反应0~1h	81.10
6	先25℃，反应1h；后75℃，反应0~1h	87.10

（5）若开始在较高温度下反应，则会放出大量气体。通过分析上表数据，选择合理实验方法的序号为___。说明你选用实验方法的理由：____。

Answer 1

【答案】反应为放热反应，温度升高使体系压强增大 20% 0.30 大于 6 既避免了开始因反应较快而发生原料冲 出反应容器的危险，又使得反应最终有较高的收率

【解析】

I．（1）由已知条件热化学方程式可知，反应放热，使体系内气体运动加快，体积膨胀，从而使体系压强增大。

答案为：反应为放热反应，温度升高使体系压强增大；

（2）根据反应②SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g) △H=-5.6kJmol-1和表格数据，平衡时生成SO2Cl20.2mol，消耗SCl2为0.1mol，因此，SCl2转化率==20%；

答案为：20%；

（3）设平衡时，SO2Cl2的物质的量为xmol，根据化学反应：

Cl2(g)+SO2(g)SO2Cl2(g) SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)

初始（mol） 0.5 0.5 0 x+0.1 0.5 0

变化（mol）x+0.1 x+0.1 x+0.1 0.1 0.1 0.2

平衡（mol）0.4-x 0.4-x x+0.1 x 0.4 0.2

由压强图象，4分钟后反应达到平衡状态，平衡时的压强为起始压强的0.8倍。

则，x=0.2

反应②的平衡常数K==，pK=-lgK=-lg=-（lg1- lg2）= lg2- lg1=0.30；

答案为：0.30

（4）外界条件的影响大于平衡体系内的变化，567K下，若压缩容器体积为5L，体系中各组分的浓度会增大，此时c(SO2)大于上述反应平衡时的c(SO2)；

答案为：大于；

II. （5）根据表格数据，一方面题中信息已说明，刚开始在较高温度下反应，则会放出大量气体，会出现产生的气体将原料冲出反应容器的危险，另一方面第6组收率最高；

答案为：6；既避免了开始因反应较快而发生原料冲出反应容器的危险，又使得反应最终有较高的收率；