Question

【題目】將一定量的SO2和含0.6mol氧氣的空氣(忽略CO2)，放入0.5 L 恒溫恒容的密閉容器內，550℃時，在催化劑作用下發生反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，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	0.6	0.4	0.3	a	a	a

反應達到5s 后，將容器中的混合氣體通入過量的NaOH溶液，氣體體積減少了22.4L(已折算為標準狀況，忽略吸收O2)；再將剩余氣體通入過量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(已折算為標準狀況)。請回答下列問題：

（1）用SO2表示從0～1s內該反應的平均反應速率為_______。

（2）反應前容器中SO2的濃度為_______。

（3）混合氣體通入過量的NaOH溶液，發生反應的離子方程式為_______。

（4）4s～5s 時，下列說法正確的是_______(填字母)。

A．SO2的生成速率等于O2的消耗速率

B．SO2與O2的濃度比不變

C．混合氣體的平均相對分子質量不變

D．該反應已停止

（5）該反應達到平衡時SO2的轉化率是_______ (用百分數表示)。

Answer 1

【答案】0.8mol·L-1·s-1 2 mol·L-1SO2+2OH-=SO32-+H2O SO3+2OH-=SO42-+ H2OBC70%

【解析】

（1）0-ls內O2的物質的量減少0.6-0.4=0.2mol，濃度減少0.2mol/0.5L=0.4mol/L，所以用O2表示從0-ls內該反應的平均反應速率為0.4mol/L/1s=0.4mol/(L·s)，速率之比和系數成正比，因此v(SO2)=2v(O2)= 0.8mol·L-1·s-1；正確答案：0.8mol·L-1·s-1。

（2）根據題意可知，與氫氧化鈉的反應的是二氧化硫、三氧化硫的混合氣體，二者的物質的量之和與開始加入的二氧化硫的物質的量相同，所以混合氣體通過氫氧化鈉溶液體積減少（標準狀況）22.4L，說明開始通入的二氧化硫的物質的量是1mol，反應前容器中SO2的濃度為1/0.5=2 mol·L-1；正確答案：2 mol·L-1。

（3）二氧化硫、三氧化硫混合氣體通入過量的NaOH溶液，二氧化硫與NaOH溶液反應生成亞硫酸鈉和水，三氧化硫與NaOH溶液反應生成硫酸鈉和水，發生反應的離子方程式為SO2+2OH-=SO32-+H2O, SO3+2OH-=SO42-+ H2O；正確答案：SO2+2OH-=SO32-+H2O, SO3+2OH-=SO42-+ H2O。

（4）4s～5s 時，反應達到平衡狀態；

A．4s時，反應已達平衡，v逆(SO2)=2v正（O2），所以SO2的生成速率大于O2的消耗速率；錯誤；

B．兩種反應物的投入量一定，反應時按2：1進行，因此反應進行到任何狀態，SO2與O2的濃度比不變，正確；

C．反應前后混合氣體的質量不變，反應后氣體的總量減小，因此混合氣體的平均相對分子質量不變，反應達到平衡狀態，正確；

D．可逆反應達到平衡狀態后，v（逆）= v（正）≠0，反應處于相對靜止狀態，沒有停止。錯誤；正確選項BC。

（5）氧氣的平衡物質的量是0.25mol，則消耗氧氣0.6mol-0.25mol=0.35mol，所以消耗二氧化硫0.35mol×2=0.7mol，根據（2）的分析可知，二氧化硫的初始量是1mol，所以該反應達到平衡時SO2的轉化率是0.7mol/1mol×100%=70%；正確答案：70%。