Question

將一定量的SO₂和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO₂)放入0.5 L密閉容器內，550℃時，在催化劑作用下發生反應：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)(正反應放熱)。測得n(O₂)隨時間的變化如下表

時間/s	0	1	2	3	4	5
n(O2)/mol	0.7	0.4	0.3	x	x	x

 
反應達到5s后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了22.4L(此體積為標準狀況下的體積)；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(此體積為標準狀況下的體積)。
請回答下列問題：
（1）用O₂表示從0～1s內該反應的平均反應速率為               ；
（2）O₂的平衡濃度c(O₂)=              ；
（3）4s時，SO₂的生成速率____________(填“大于”、“小于”或“等于”)O₂的消耗速率。
（4）求該反應達到平衡時SO₂的轉化率是____________(用百分數表示)。
（5）若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl₂溶液，生成沉淀____________克(計算結果保留一位小數)。

Answer 1

(每空2分、共10分)（1）0.6mol·L^-1·s^-1（2）0. 5mol·L^-1
（3）大于 （4）90%   （5）10.5

試題分析：（1）根據表中數據可知，從0～1s內氧氣的物質的量減少了0.7mol－0.4mol＝0.3mol，所以用O₂表示從0～1s內該反應的平均反應速率為＝0.6mol·L^-1·s^-1。
（2）反應達到5s后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了22.4L(此體積為標準狀況下的體積)，這說明容器中SO₂和三氧化硫的總的物質的量是22.4L÷22.4L/mol＝1mol。因此根據原子守恒可知，反應前通入的SO₂是1mol。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(此體積為標準狀況下的體積)，所以屬于氧氣的物質的量是5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol，所以O₂的平衡濃度c(O₂)＝0.25mol÷0.5L＝0.5mol/L。
（3）4s時，反應達到平衡狀態，則根據方程式可知SO₂的生成速率大于O₂的消耗速率。
（4）平衡時消耗氧氣是0.7mol－0.25mol＝0.45mol，則根據方程式可知，消耗SO₂的物質的量是0.45mol×2＝0.9mol，所以SO₂的平衡轉化率是＝90%。
（5）平衡時生成三氧化硫是0.9mol，若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl₂溶液，生成沉淀的質量是0.9mol×5%×233g/mol＝10.5g。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度試題的考查。試題設計新穎，基礎性強。在注重對學生基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生分析、歸納和總結問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和規范答題能力。