光气等制备

一、光气介绍

光气（化学式：COCl2），碳酰氯的俗名。又名“光成气”的简称，译自希腊文phos（光）+gene（产生）。光气最初是由氯仿受光照分解产生，故有此名。光气从化学结构上看是碳酸的二酰氯衍生物，是非常活泼的亲电试剂。

光气常温下为无色气体，有腐草味，用作有机合成、农药、药物、染料及其他化工制品的中间体。脂肪族氯烃类（如四氯化碳、氯仿、三氯乙烯等）燃烧时可产生光气。化学性质不稳定，遇水迅速水解，生成氯化氢。反应方程式：COCl2+H2O=2HCl+CO2

1、实验室制取时，可用四氯化碳与发烟硫酸反应。将四氯化碳加热至55-60℃，滴加入发烟硫酸，即发生逸出光气，如需使用液态光气，则将发生的光气加以冷凝。

反应方程式：SO3+CCl4＝SO2Cl2+COCl2

2、工业上通常采用一氧化碳与氯气的反应得到光气。这是一个强烈放热的反应，反应方程式：Cl2+CO＝COCl2

3、氯仿与双氧水直接反应：

反应方程式：CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2——氯仿保管不当易被氧化产生光气。

也可用双氧水制出氧气后与氯仿反应：2CHCl3+O2=2HCl+2COCl2万一有光气漏逸, 微量时可用水蒸汽冲散；较大量时, 可用液氨喷雾解毒，也可被苛性钠溶液吸收。COCl2+4NH3＝CO(NH2)2+2NH4Cl

高考试题

例1、（2012年全国卷27）光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。

（3）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

【答案】CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2

例2、（2013年海南卷19）图A所示的转化关系中(具体反应条件略)，a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i的溶液为常见的酸，a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。

回答下列问题：

(1)图B对应的物质名称是____，其晶胞中的原子数为____，晶体类型为_____。

(2)d中元素的原子核外电子排布式为_____。

(3)图A中由二种元素组成的物质中，沸点最高的是______，原因是_____，该物质的分子构型为_____，中心原子的杂化轨道类型为_____。

(4)图A中的双原子分子中，极性最大的分子是____。

(5)k的分子式为____，中心原子的杂化轨道类型为____，属于____分子(填“极性”或“非极性”)。

【答案】(1)金刚石；8；原子晶体

(2)1s22s22p63s23p5

(3)H2O分子间形成氢键；V形(或角形)；sp3

(4)HCl

(5)COCl2；sp2；极性

【解析】（1）每个原子周围有4个键，判断为金刚石。（2）a为C，则b为H2、c为O2，因i是常见的酸，只由b、d形成可判断为盐酸，则d为Cl2。（3）除a、b、c、d外，f为CO，g为CO2，i为HCl，而k与水反应生成CO2与盐酸，该反应没在教材中出现过，且由f、d 反应得到，应含C、O、Cl三种元素，只能判断为COCl2（光气）。所有两元素形成的物质中，只有水是液态，其它都是气体。（4）所有

双原子分子中，只有H、Cl电负性差值最大，因而极性最大。（5）COCl2中羰基的平面结构显示其为sp2杂化。

二丶氯化亚砜介绍

氯化亚砜，淡黄色至红色、发烟液体，有强烈刺激气味。可混溶于苯、氯仿、四氯化碳等有机溶剂。遇水水解，加热分解。主要用于制造酰基氯化物，还用于农药、医药、染料等的生产。

一：空间构型与杂化方式

方法一：（6+0+2）/2=4，是sp3杂化，中心原子硫和两个氯原子呈共价键，硫自身含有两对孤对电子（其中一对与氧原子配位），因此中心原子S为sp3杂化，呈三角锥形。

方法二：根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型，SOCl2中S 原子成2个S-Cl键，1个S=O，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+（6－1—1－2）/2=4，杂化轨道数是4，故S原子采取sp3杂化，含一对孤电子，分子形状为三角锥形。

二、高考题回顾

例1、（09年海南化学·15）Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S +SO2。

请回答下列问题：

（1）电池的负极材料为，发生的电极反应为；

（2）电池正极发生的电极反应为；

（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是，反应的化学方程式为；

（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。

【答案】（1）锂Li－2e－=Li＋

（2）2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2

（3）出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑

（4）锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应三、模拟题回顾

例2、氯化亚砜（SOCl2）为无色或浅黄色发烟液体，易挥发，遇水分

（3）实验时，为防止E中液体挥发，可采取的措施是______。装置F （盛放碱石灰）有两个作用：一是吸收多余的氯气，另一个是。

（4）工业上以硫黄、液氯和液体三氧化硫为原料，能生产高纯度（99%以上）氯化亚砜，为使三种原料恰好完全反应，三者的物质的量比为______；氯化亚砜遇水易分解，请设计简单的实验来验证氯化亚砜与水完全反应的产物，简要说明实验操作、现象和结论______。

已知：SOCl2+4NaOH＝Na2SO3+2NaCl+2H2O

供选择的试剂：稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液、硝酸银溶液、品红溶液

【答案】（1）检查装置气密性防止加热硫粉时，空气中的氧气与硫粉反应

（2）饱和食盐水；蒸馏烧瓶增大反应物接触面积（使反应更加充分）

（3）将锥形瓶放入冰水中冷却（冷水浴或冰水浴）；防止空气中水蒸气进入

（4）1:1:1；分别取两份水解后的溶液于试管中，向其中一支试管中加入品红溶液，品红褪色，说明有二氧化硫生成；向另一支试管中加入硝酸银溶液，生成白色沉淀，说明有HCl生成。（3分，操作1分，每检出1种水解产物得1分。以上仅为参考答案，只要设计合理均给分。）