Question

【题目】将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入一固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(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量的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（计算结果保留一位小数）：
（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．改变反应的催化剂 d．向装置中再充入SO3
（3）求该反应达到平衡时SO2的转化率为（用百分数表示）。
（4）若将平衡混合气体的5%通入过量的Ba(OH)2溶液，生成沉淀。

Answer 1

【答案】
（1）bc
（2）b
（3）94.7%
（4）10.5g或0.045mol或BaSO4
【解析】（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，a不符合题意；
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，b符合题意；
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，c符合题意；
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，d不符合题意；
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，e不符合题意；
（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，a不符合题意；
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，b符合题意；
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，c不符合题意；
d．向装置中再充入SO3 ， 平衡向逆反应方向移动，降低了二氧化硫的转化率，d不符合题意；
（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=20.16L/21.28L×100%=94.7%；
（4）依据（3）的计算可知混合气体中生成三氧化硫气体物质的量为0.9mol，在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会沉淀。因此BaSO4的质量=0.9mol×5%×233g/mol=10.5g。
故答案为：（1）bc；（2）b；（3）94.7%；（4）10.5g或0.045mol或BaSO4
（1）当可逆反应达到平衡状态时，则其正逆反应速率相等，反应体系中各物理量保持不变，据此分析选项；
（2）欲提高SO2的转化率，则应使平衡向正反应方向移动，结合平衡移动原理分析即可；
（3）平衡转化率=平衡时参与反应的量÷起始加入的量×100%，据此结合题干数据，从三段式入手进行计算；
（4）由平衡三段式的计算可知，反应后混合气体中含有SO2、SO3（0.9mol），且溶液显酸性，因此形成的沉淀应为BaSO4 ， 结合反应的方程式可计算出沉淀的量；