Question

【題目】將一定量的二氧化硫和含0.7 mol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＋O22SO3。反應達到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量氫氧化鈉溶液，氣體體積減小了21.28 L；再將剩余氣體通過一種堿性溶液吸收氧氣，氣體的體積又減少了5.6 L(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．二氧化硫和三氧化硫濃度相等

b．三氧化硫百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強不變

d．三氧化硫的生成速率與二氧化硫的消耗速率相等

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，消耗二氧化硫的物質的量占原二氧化硫的物質的量的百分比____。

(3)若將平衡混合氣體的5%通入過量的氯化鋇溶液中，生成沉淀的質量是多少？______

Answer 1

【答案】 bc 94.7% 10.5 g

【解析】（1）可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡；

（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，剩余氣體為氧氣，利用硫元素守恒計算二氧化硫起始物質的量，根據剩余氧氣的量計算參加反應的氧氣的量，再根據方程式計算參加反應二氧化硫物質的量，進而計算消耗二氧化硫的物質的量占原二氧化硫的物質的量的百分比；

（3）三氧化硫物質的量等于參加反應的二氧化硫物質的量，三氧化硫反應生成硫酸鋇，由S元素守恒計算硫酸鋇質量。

（1）a．可逆反應到達平衡時SO2和SO3濃度不一定相等，與二氧化硫的轉化率有關，a錯誤；b．可逆反應達到平衡狀態時，各物質的百分含量不變，三氧化硫百分含量保持不變，說明到達平衡狀態，b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，c正確；d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率都表示正反應速率，始終二者都按1：1進行反應，不能說明到達平衡狀態，d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，e錯誤；答案選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，平衡時二氧化硫、三氧化硫總物質的量為21.28L÷22.4L/mol=0.95mol，根據S元素守恒可知，二氧化硫起始物質的量為0.95mol，平衡時氧氣物質的量為5.6L÷22.4L/mol=0.25mol，則參加反應的氧氣為0.7mol-0.25mol=0.45mol，由方程式可知參加反應的二氧化硫為0.45mol×2=0.9mol，故消耗二氧化硫的物質的量占原二氧化硫的物質的量的百分比為0.9mol/0.95mol×100%=94.7%；

（3）若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液，三氧化硫反應生成硫酸鋇，由S元素守恒生成硫酸鋇質量為0.9mol×5%×233g/mol=10.485g≈10.5g。