精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
14.磺酰氯(SO2Cl2)是一种有机氯化剂,也是锂电池正极活性物质.已知磺酰氯是一种无色液体,熔点-54.1℃,沸点69.1℃,遇水发生剧烈水解.
(1)已知:SO2 (g)+Cl2 (g)+SCl2 (g)?2SOCl2 (g)△H=a kJ•mol-1
SO2Cl2(g)+SCl2 (g)?2SOCl2(g)△H=b kJ•mol-1
则反应:SO2(g)+Cl2 (g)?SO2Cl2(g)△H=(a-b)kJ•mol-1(用含a、b的代数式表示);该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c(SO{\;}_{2}Cl{\;}_{2})}{c(SO{\;}_{2})•c(Cl{\;}_{2})}$.
(2)某学习小组的同学依据反应:SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(g)△H<0,设计的制备磺酰氯装置如图1.

①若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2,其反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.
②有关图1所示的装置说法正确的是bde.
a.A、E处洗气瓶中盛放的可能分别是饱和食盐水和饱和Na2SO3溶液
b.B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭作催化剂
c.B处反应管冷却水应从m接口通入
d.装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却
e.D处U形管中盛放的可能是碱石灰
③从化学平衡移动角度分析,反应管通水冷却的目的为冷凝、降温均有利于SO2Cl2生成.
(3)GET公司开发的Li-SO2Cl2军用电池,其示意图如图2所示,已知电池反应为:2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑;则电池工作时,正极的电极反应式为SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑.

分析 (1)SO2 (g)+Cl2 (g)+SCl2 (g)?2SOCl2 (g)△H=a kJ•mol-1…Ⅰ
SO2Cl2(g)+SCl2 (g)?2SOCl2(g)△H=b kJ•mol-1…Ⅱ
根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ计算焓变;
根据平衡常数表达式为生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积书写;
(2)①根据浓盐酸与二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水书写方程式;
②a.根据饱和食盐水和饱和NaHSO3溶液起不到干燥的作用判断;
b.B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭对氯气和二氧化硫的反应起催化作用;
c.根据B处反应管冷却水应低处进高处出判断;
d.根据反应放热,则装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却有利于利平衡正向移动判断;
e.根据D处U形管中盛放的固体干燥剂判断;
③SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(g)△H<0,正反应是放热反应,所以水冷却利于SO2Cl2的合成;
(3)正极是SO2Cl2中+6价的硫得电子发生还原反应,据此书写.

解答 解:(1)SO2 (g)+Cl2 (g)+SCl2 (g)?2SOCl2 (g)△H=a kJ•mol-1…Ⅰ
SO2Cl2(g)+SCl2 (g)?2SOCl2(g)△H=b kJ•mol-1…Ⅱ
根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ得:SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(g)△H=(a-b )kJ•mol-1,平衡常数K=$\frac{c(SO{\;}_{2}Cl{\;}_{2})}{c(SO{\;}_{2})•c(Cl{\;}_{2})}$,故答案为:(a-b);$\frac{c(SO{\;}_{2}Cl{\;}_{2})}{c(SO{\;}_{2})•c(Cl{\;}_{2})}$;
(2)①若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2的方程式为:MnO2+4HCl(浓) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②a.A、E处洗气瓶,干燥吸水,二氧化硫和氯气都可以用浓硫酸干燥,而饱和食盐水和饱和NaHSO3溶液起不到干燥的作用,故错误;
b.B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭对氯气和二氧化硫的反应起催化作用,故正确;
c.B处反应管冷却水应低处进高处出,所以从n接口通入,故错误;
d.装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却,由利于平衡正向移动,提高产率,故正确;
e.D处U形管中盛放的固体干燥剂,可能是固体碱石灰,故正确;
故选:bde;
③SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(g)△H<0,正反应是放热反应,所以水冷却利于SO2Cl2的合成,故答案为:冷凝、降温均有利于SO2Cl2生成;
(3)正极是SO2Cl2中+6价的硫得电子发生还原反应,所以电极反应式为:SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑,故答案为:SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑.

点评 本题考查了盖斯定律和氧化还原的相关计算、化学方程式的书写、化学平衡常数的表达式、平衡移动和电极反应式的书写,难度不大,盖斯定律注意利用方程式相加减的方法处理.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.关于分子式为“C4H8”的物质叙述正确的是(  )
A.与乙烯互为同系物
B.其具有6种同分异构体
C.其一氯代物一共有12种
D.该物质的系统命名的名称为“1-丁烯”

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚的实验中,操作步骤合理的是(  )
①蒸馏  ②过滤  ③静置分液  ④加入足量钠  ⑤通入足量CO2⑥加入足量NaOH溶液  ⑦加入乙酸和浓硫酸的混合液加热.
A.④⑤③B.⑥①⑤③C.③⑤①②D.⑥①

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.工业上常用氯氧化法处理含氰(CN-)废水,反应原理为液氯在碱性条件下可以先将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一):KCN+2KOH+Cl2=KOCN+2KCl+H2O;氰酸盐再进一步被液氯氧化为无毒气体.下列说法不正确的是(  )
A.KCN 与KOCN中氮元素的化合价均为-3价
B.氰酸盐进一步被氧化的产物之一是无毒的N2
C.OCN-与CN-中σ键与π键个数比均为1:2
D.完全处理含0.1 mol CN-的废水,理论上需要消耗Cl2的体积为5.6L(标准状况下)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.元素周期表的形式多种多样,如图是扇形元素周期表的一部分(1~36号元素),对比中学常见元素周期表思考扇形元素周期表的填充规律,下列说法不正确的是(  )
A.对应简单离子半径②>⑧>⑨
B.简单氢化物稳定性⑤>⑧
C.最高价氧化物对应的水化物酸性⑨>⑧>⑦
D.①分别与③、④、⑤均可形成既含极性键又含非极性键的化合物

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列化学用语表述正确的是(  )
A.Na的原子结构示意图:B.N2分子的结构式:N=N
C.HC1的电子式:D.H2O分子的球棍模型:

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染.其电池反应为:2Zn+O2=2ZnO,原料为锌粒、电解液和空气,则下列叙述正确的是(  )
A.锌为正极,空气进入负极反应B.负极反应为:Zn-2e-=Zn2+
C.正极发生氧化反应D.正极反应为:Zn-2e-=Zn2+

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列反应的离子(或化学)方程式正确的是(  )
A.用不活泼金属铜作电极电解饱和食盐水:2Cl-+2H2O═Cl2↑+H2↑+2OH-
B.HCO3-离子水解方程式:HCO3-+H2O═H3O++CO32-
C.乙烯通入溴水中:C2H4+Br2═CH2BrCH2Br
D.氯化铁溶液与碳酸氢钠溶液混合:Fe3++3HCO3-═Fe(OH)3↓+3CO2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.甲烷燃料电池以铂丝为电极,KOH为电解质溶液,从两极分别通入甲烷和氧气即可产生电流.关于此燃料电池的下列叙述正确的是(  )
A.通入CH4 的电极为正极
B.正极的电极反应式为:2O2+8e-+4H2O═8OH-
C.若甲烷通入量为1.12 L(标准状况)且反应完全,则电池中有0.1 mol O2 被氧化
D.通入甲烷的电极的电极反应式为:CH4+2O2+4e-═CO2+2H2O

查看答案和解析>>

同步练习册答案