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(shí)，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)2SO2＋O22SO3。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過(guò)過(guò)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(guò)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(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)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(qiáng)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(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，消耗二氧化硫的物質(zhì)的量占原二氧化硫的物質(zhì)的量的百分比____。

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

Answer 1

【答案】 bc 94.7% 10.5 g

【解析】（1）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)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(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡；

（2）混合氣體通過(guò)過(guò)量NaOH溶液時(shí)，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(jì)算二氧化硫起始物質(zhì)的量，根據(jù)剩余氧氣的量計(jì)算參加反應(yīng)的氧氣的量，再根據(jù)方程式計(jì)算參加反應(yīng)二氧化硫物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算消耗二氧化硫的物質(zhì)的量占原二氧化硫的物質(zhì)的量的百分比；

（3）三氧化硫物質(zhì)的量等于參加反應(yīng)的二氧化硫物質(zhì)的量，三氧化硫反應(yīng)生成硫酸鋇，由S元素守恒計(jì)算硫酸鋇質(zhì)量。

（1）a．可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)SO2和SO3濃度不一定相等，與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，a錯(cuò)誤；b．可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的百分含量不變，三氧化硫百分含量保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，b正確；c．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量減小，恒溫恒容下，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，當(dāng)容器中氣體的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，c正確；d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率都表示正反應(yīng)速率，始終二者都按1：1進(jìn)行反應(yīng)，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤；e．混合氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以密度始終不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，e錯(cuò)誤；答案選bc；

（2）混合氣體通過(guò)過(guò)量NaOH溶液時(shí)，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(yīng)的二氧化硫的體積是21.28L，剩余氧氣的體積是5.6L，平衡時(shí)二氧化硫、三氧化硫總物質(zhì)的量為21.28L÷22.4L/mol=0.95mol，根據(jù)S元素守恒可知，二氧化硫起始物質(zhì)的量為0.95mol，平衡時(shí)氧氣物質(zhì)的量為5.6L÷22.4L/mol=0.25mol，則參加反應(yīng)的氧氣為0.7mol-0.25mol=0.45mol，由方程式可知參加反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?/span>0.45mol×2=0.9mol，故消耗二氧化硫的物質(zhì)的量占原二氧化硫的物質(zhì)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(guò)量的BaCl2溶液，三氧化硫反應(yīng)生成硫酸鋇，由S元素守恒生成硫酸鋇質(zhì)量為0.9mol×5%×233g/mol=10.485g≈10.5g。