Question

【題目】將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣（忽略CO2）放入一定體積的密閉容器中，550℃時，在催化劑作用下發生反應：2SO2+O2 2SO3（正反應放熱），反應達到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氣體的體積又減少了5.6L（以上氣體體積均為標準狀況下的體積）。（計算結果保留一位小數）

請回答下列問題：

（1）判斷該反應達到平衡狀態的標志是______。（填字母）

a．SO2和SO3濃度相等

b．SO2百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強不變

d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等

e．容器中混合氣體的密度保持不變

（2）求該反應達到平衡時SO2的轉化率______（用百分數表示）。（寫出計算過程）

（3）若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】（1）bc （2）94.7% （3）約10.5g

【解析】

試題分析：（1）a．可逆反應到達平衡時SO2和SO3濃度不一定相等，與二氧化硫的起始濃度以及轉化率有關，錯誤；b．可逆反應達到平衡狀態時，各物質的百分含量不變，SO_2 百分含量保持不變，說明到達平衡狀態，正確；c．隨反應進行氣體的物質的量減小，恒溫恒容下，容器內氣體壓強減小，當容器中氣體的壓強不變，說明到達平衡狀態，正確；d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率都表示正反應速率，反應始終二者都按1：1進行，不能說明到達平衡狀態，錯誤；e．混合氣體的質量不變，容器的體積不變，所以密度始終不變，不能說明到達平衡狀態，錯誤；故可以判斷反應達到平衡狀態的標志是選項bc；（2）混合氣體通過過量NaOH溶液時，減少的氣體是二氧化硫和三氧化硫，所以三氧化硫和未參加反應的二氧化硫的體積是21.28L，剩余氧氣的體積是5.6L，則參加反應的氧氣的體積=0.7mol×22.4L/mol-5.6L=10.08L，根據2SO2+O2 2SO3知，參加反應的二氧化硫的體積V(SO2)=10.08L×2=20.16L，生成三氧化硫的體積V(SO3)=10.08L×2=20.16L，則未參加氧化還原反應的二氧化硫的體積V(SO2)=21.28L-20.16L=1.12L，故原來二氧化硫的體積V(SO2)=20.16L+1.12L=21.28L，所以二氧化硫的轉化率=(20.16L÷21.28L)×100%=94.7%；（3）依據（2）的計算可知混合氣體中生成三氧化硫氣體物質的量為n(SO3)=20.16L÷22.4L/mol=0.9mol，在給定的條件下，溶液呈強酸性，BaSO3不會沉淀，因此BaSO4的質量=0.9mol×5%×233g/mol=10.5g。