题目
氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2（g）+Cl2（g）⇌SO2Cl2（g） ΔH=-67.59kJ•mol-1①若正反应的活化能为E正kJ•mol-1，则逆反应的活化能E逆= ____ kJ•mol-1（用含E正的代数式表示）。②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2（g）和Cl2（g），测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp（Δp=p0-p,p0为体系初始压强，p0=240kPa,p为体系平衡压强），结果如图甲。75A-|||-75 70-|||-70-|||-65 M(2,60) 65|-|||-60 60-|||-三50 55-|||-55|-|||-45-|||-40 T1 50-|||-35| 45-|||-30| T2 40-|||-25 D-|||-20 T 35|-|||-1 1.5 2 2.5 3 3.5 4-|||-n(SO2):n(Cl2)-|||-甲-|||-75A-|||-70-|||-65|-|||-60-|||-55-|||-50-|||-45-|||-40-|||-D-|||-35|-|||-0.0 0.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3 3.5 4.0-|||-n(SO 2):n(Cl2)图甲中温度由高到低的顺序为 ____ ，判断依据为 ____ 。M点Cl2的转化率为 ____ 。T1温度下用分压表示的平衡常数Kp= ____ kPa-1。③图乙曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是 ____ （填序号）。（2）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为75A-|||-75 70-|||-70-|||-65 M(2,60) 65|-|||-60 60-|||-三50 55-|||-55|-|||-45-|||-40 T1 50-|||-35| 45-|||-30| T2 40-|||-25 D-|||-20 T 35|-|||-1 1.5 2 2.5 3 3.5 4-|||-n(SO2):n(Cl2)-|||-甲-|||-75A-|||-70-|||-65|-|||-60-|||-55-|||-50-|||-45-|||-40-|||-D-|||-35|-|||-0.0 0.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3 3.5 4.0-|||-n(SO 2):n(Cl2)→_(①)^Cl_(2)75A-|||-75 70-|||-70-|||-65 M(2,60) 65|-|||-60 60-|||-三50 55-|||-55|-|||-45-|||-40 T1 50-|||-35| 45-|||-30| T2 40-|||-25 D-|||-20 T 35|-|||-1 1.5 2 2.5 3 3.5 4-|||-n(SO2):n(Cl2)-|||-甲-|||-75A-|||-70-|||-65|-|||-60-|||-55-|||-50-|||-45-|||-40-|||-D-|||-35|-|||-0.0 0.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3 3.5 4.0-|||-n(SO 2):n(Cl2)以上各反应的速率方程均可表示为v=kc（A）c（B），其中c（A）、c（B）分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（k1～k5分别对应反应①～⑤）。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，k1：k2：k3：k4：k5=100：21：7：4：23。①30min时，c（X）=6.80mol•L-1，且30～60min内v（X）=0.042mol•L-1•min-1，反应进行到60min时，c（X）= ____ mol•L-1。②60min时，c（D）=0.099mol•L-1，若0～60min产物T的含量可忽略不计，则此时c（G）= ____ mol•L-1；60min后，随T的含量增加，(c（D）)/(c（G）) ____ （填“增大”“减小”或“不变”）。
氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
SO2（g）+Cl2（g）⇌SO2Cl2（g） ΔH=-67.59kJ•mol-1
①若正反应的活化能为E正kJ•mol-1，则逆反应的活化能E逆= ____ kJ•mol-1（用含E正的代数式表示）。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2（g）和Cl2（g），测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp（Δp=p0-p,p0为体系初始压强，p0=240kPa,p为体系平衡压强），结果如图甲。
图甲中温度由高到低的顺序为 ____ ，判断依据为 ____ 。M点Cl2的转化率为 ____ 。T1温度下用分压表示的平衡常数Kp= ____ kPa-1。
③图乙曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是 ____ （填序号）。
（2）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
$→_{①}^{Cl_{2}}$
以上各反应的速率方程均可表示为v=kc（A）c（B），其中c（A）、c（B）分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（k1～k5分别对应反应①～⑤）。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。
已知该温度下，k1：k2：k3：k4：k5=100：21：7：4：23。
①30min时，c（X）=6.80mol•L-1，且30～60min内v（X）=0.042mol•L-1•min-1，反应进行到60min时，c（X）= ____ mol•L-1。
②60min时，c（D）=0.099mol•L-1，若0～60min产物T的含量可忽略不计，则此时c（G）= ____ mol•L-1；60min后，随T的含量增加，$\frac{c（D）}{c（G）}$ ____ （填“增大”“减小”或“不变”）。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
SO2（g）+Cl2（g）⇌SO2Cl2（g） ΔH=-67.59kJ•mol-1
①若正反应的活化能为E正kJ•mol-1，则逆反应的活化能E逆= ____ kJ•mol-1（用含E正的代数式表示）。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2（g）和Cl2（g），测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp（Δp=p0-p,p0为体系初始压强，p0=240kPa,p为体系平衡压强），结果如图甲。
图甲中温度由高到低的顺序为 ____ ，判断依据为 ____ 。M点Cl2的转化率为 ____ 。T1温度下用分压表示的平衡常数Kp= ____ kPa-1。
③图乙曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是 ____ （填序号）。
（2）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
$→_{①}^{Cl_{2}}$以上各反应的速率方程均可表示为v=kc（A）c（B），其中c（A）、c（B）分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（k1～k5分别对应反应①～⑤）。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。
已知该温度下，k1：k2：k3：k4：k5=100：21：7：4：23。
①30min时，c（X）=6.80mol•L-1，且30～60min内v（X）=0.042mol•L-1•min-1，反应进行到60min时，c（X）= ____ mol•L-1。
②60min时，c（D）=0.099mol•L-1，若0～60min产物T的含量可忽略不计，则此时c（G）= ____ mol•L-1；60min后，随T的含量增加，$\frac{c（D）}{c（G）}$ ____ （填“增大”“减小”或“不变”）。
题目解答
答案
解：（1）①SO2（g）+Cl2（g）⇌SO2Cl2（g） ΔH=-67.59kJ•mol-1，若正反应的活化能为E正kJ•mol-1，则逆反应的活化能E逆=E正kJ•mol-1-（-67.59kJ•mol-1）=（E正+67.59）kJ•mol-1，
故答案为：（E正+67.59）；
②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时，容器中气体压强减小，△p增大，从T3到T1，△p增大，说明反应正向进行的程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度T3到T1逐渐降低，即T3＞T2＞T1，图甲中M点可知，进料比为n（SO2）：c（Cl2）=2，平衡时△p=60kPa,已知恒温恆容条件下，容器内气体物质的量之比等于气体压强之比，结合三段式列式计算，
SO2（g）+Cl2（g）⇌SO2Cl2（g）△p
起始量（kPa）160 80 0 0
变化量（kPa） 60 60 60 60
平衡量（kPa）100 20 60
M点Cl2的转化率=$\frac{60kPa}{80kPa}$×100%=75%，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp=$\frac{p（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{p（S{O}_{2}）×p（C{l}_{2}）}$=$\frac{60}{100×20}$kPa-1=0.03kPa-1，
故答案为：T3＞T2＞T1；从T3到T1，△p增大，说明反应正向进行的程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度T3到T1逐渐降低，即T3＞T2＞T1；75%；0.03；
③图中M点可知，进料比2时，△p=60kPa,结合三段式和T1的平衡常数可知，进料比为0.5时，△p=60kPa,则曲线D上存在（0.5，60），
故答案为：D；
（2）①30min时，c（X）=6.80mol•L-1，且30～60min内v（X）=0.042mol•L-1•min-1，反应进行到60min时，c（X）=6.80mol•L-1-v（X）×△t=6.80mol•L-1-0.042mol•L-1•min-1×30min=5.54mol/L，
故答案为：5.54；
②已知$\frac{v（D）}{v（G）}$=$\frac{△c（D）}{△c（G）}$，题给反应速率方程可知，60min时，c（D）=0.099mol•L-1，若0～60min产物T的含量可忽略不计，则此时c（G）=$\frac{v（D）}{v（G）}$=k$\frac{{k}_{2}×c（M）}{{k}_{3}×c（M）}$=$\frac{{k}_{1}}{{k}_{3}}$=3，则△c（G）=$\frac{1}{3}$△c（D）=$\frac{1}{3}$×0.099mol•L-1=0.033mol•L-1，60s后c（G）=0.033mol•L-1，60s后D和G转化为T的速率比为$\frac{{k}_{4}×c（D）}{{k}_{5}×c（G）}$=$\frac{4×0.099}{23×0.033}$，，G消耗的更快，则$\frac{c（D）}{c（G）}$ 增大，
故答案为：0.033；增大。
故答案为：（E正+67.59）；
②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时，容器中气体压强减小，△p增大，从T3到T1，△p增大，说明反应正向进行的程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度T3到T1逐渐降低，即T3＞T2＞T1，图甲中M点可知，进料比为n（SO2）：c（Cl2）=2，平衡时△p=60kPa,已知恒温恆容条件下，容器内气体物质的量之比等于气体压强之比，结合三段式列式计算，
SO2（g）+Cl2（g）⇌SO2Cl2（g）△p
起始量（kPa）160 80 0 0
变化量（kPa） 60 60 60 60
平衡量（kPa）100 20 60
M点Cl2的转化率=$\frac{60kPa}{80kPa}$×100%=75%，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp=$\frac{p（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{p（S{O}_{2}）×p（C{l}_{2}）}$=$\frac{60}{100×20}$kPa-1=0.03kPa-1，
故答案为：T3＞T2＞T1；从T3到T1，△p增大，说明反应正向进行的程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度T3到T1逐渐降低，即T3＞T2＞T1；75%；0.03；
③图中M点可知，进料比2时，△p=60kPa,结合三段式和T1的平衡常数可知，进料比为0.5时，△p=60kPa,则曲线D上存在（0.5，60），
故答案为：D；
（2）①30min时，c（X）=6.80mol•L-1，且30～60min内v（X）=0.042mol•L-1•min-1，反应进行到60min时，c（X）=6.80mol•L-1-v（X）×△t=6.80mol•L-1-0.042mol•L-1•min-1×30min=5.54mol/L，
故答案为：5.54；
②已知$\frac{v（D）}{v（G）}$=$\frac{△c（D）}{△c（G）}$，题给反应速率方程可知，60min时，c（D）=0.099mol•L-1，若0～60min产物T的含量可忽略不计，则此时c（G）=$\frac{v（D）}{v（G）}$=k$\frac{{k}_{2}×c（M）}{{k}_{3}×c（M）}$=$\frac{{k}_{1}}{{k}_{3}}$=3，则△c（G）=$\frac{1}{3}$△c（D）=$\frac{1}{3}$×0.099mol•L-1=0.033mol•L-1，60s后c（G）=0.033mol•L-1，60s后D和G转化为T的速率比为$\frac{{k}_{4}×c（D）}{{k}_{5}×c（G）}$=$\frac{4×0.099}{23×0.033}$，，G消耗的更快，则$\frac{c（D）}{c（G）}$ 增大，
故答案为：0.033；增大。