Question

将一定量的SO₂和含0.7mol氧气的空气（忽略CO₂）放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO₂+O₂ 2SO₃   ΔH <0。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O₂，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。请回答下列问题：

（1）判断该反应达到平衡状态的标志是                   。（填字母）

a．SO₂和SO₃浓度相等             b．SO₂百分含量保持不变

c．容器中气体的压强不变        d．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等

e．容器中混合气体的密度保持不变

（2）欲提高SO₂的转化率，下列措施可行的是               。（填字母）

a．向装置中再充入N₂               b．向装置中再充入O₂

c．改用效率更高的催化剂          d．升高温度

（3）求该反应达到平衡时SO₂的转化率（用百分数表示）为____________。

（4）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀___________克？

Answer

（1）bc；（2）b；

（3）94.7℅；（4）10.485

【解析】

试题分析：（1）a．可逆反应到达平衡时SO2和SO3浓度不一定相等，与二氧化硫的起始浓度以及转化率有关，故错误；b．可逆反应达到平衡状态时，各物质的百分含量不变，SO2百分含量保持不变，说明到达平衡状态，故正确；c．随反应进行气体的物质的量减小，恒温恒容下，容器内气体压强减小，当容器中气体的压强不变，说明到达平衡状态，故正确；d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率都表示正反应速率，反应始终二者都按1：1进行，不能说明到达平衡状态，故错误；e．混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以密度始终不变，不能说明到达平衡状态，故错误；故选bc；

（2）a．向装置中再充入N2，反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，所以不能提高转化率，故错误；b．向装置中再充入O2，氧气浓度增大，平衡向正反应方向移动，提高了二氧化硫的转化率，故正确；c．改变反应的催化剂只改变反应速率，不改变平衡，所以不能提高二氧化硫的转化率，故错误；d．升高温度，平衡向逆反应方向移动，降低了二氧化硫的转化率，故错误；故选b；

（3）混合气体通过过量NaOH溶液时，减少的气体是二氧化硫和三氧化硫，所以三氧化硫和未参加反应的二氧化硫的体积是21.28L，剩余氧气的体积是5.6L，则参加反应的氧气的体积=0.7mol×22.4L/mol-5.6L=10.08L，根据二氧化硫、三氧化硫和氧气的关系式知，参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L，生成三氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L，则未参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=21.28L-20.16L=1.12L，原来二氧化硫的体积=20.16L+1.12L=21.28L，所以二氧化硫的转化率=×100%=94.7%，故答案为：94.7%；

（4）能和氯化钡溶液反应生成沉淀的物质只有三氧化硫，若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，能和氯化钡溶液反应的三氧化硫的物质的量是×5%=0.045mol，根据硫原子守恒知，硫酸钡的质量=0.045mol×233g/mol=10.485g，

答：生成沉淀的质量是10.485g

考点：考查了化学平衡状态的判断、化学平衡的移动原理和计算的相关知识。