题目内容
【题目】将一定量的SO2和含0.6mol氧气的空气(忽略CO2)，放入0.5 L 恒温恒容的密闭容器内，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，测得n(O2)随时间的变化如下表：
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(O2)/mol | 0.6 | 0.4 | 0.3 | a | a | a |
反应达到5s 后，将容器中的混合气体通入过量的NaOH溶液，气体体积减少了22.4L(已折算为标准状况，忽略吸收O2)；再将剩余气体通入过量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(已折算为标准状况)。请回答下列问题：
（1）用SO2表示从0～1s内该反应的平均反应速率为_______。
（2）反应前容器中SO2的浓度为_______。
（3）混合气体通入过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为_______。
（4）4s～5s 时，下列说法正确的是_______(填字母)。
A．SO2的生成速率等于O2的消耗速率
B．SO2与O2的浓度比不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．该反应已停止
（5）该反应达到平衡时SO2的转化率是_______ (用百分数表示)。
【答案】0.8mol·L-1·s-1 2 mol·L-1SO2+2OH-=SO32-+H2O SO3+2OH-=SO42-+ H2OBC70%
【解析】
（1）0-ls内O2的物质的量减少0.6-0.4=0.2mol，浓度减少0.2mol/0.5L=0.4mol/L，所以用O2表示从0-ls内该反应的平均反应速率为0.4mol/L/1s=0.4mol/(L·s)，速率之比和系数成正比，因此v(SO2)=2v(O2)= 0.8mol·L-1·s-1；正确答案：0.8mol·L-1·s-1。
（2）根据题意可知，与氢氧化钠的反应的是二氧化硫、三氧化硫的混合气体，二者的物质的量之和与开始加入的二氧化硫的物质的量相同，所以混合气体通过氢氧化钠溶液体积减少（标准状况）22.4L，说明开始通入的二氧化硫的物质的量是1mol，反应前容器中SO2的浓度为1/0.5=2 mol·L-1；正确答案：2 mol·L-1。
（3）二氧化硫、三氧化硫混合气体通入过量的NaOH溶液，二氧化硫与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水，三氧化硫与NaOH溶液反应生成硫酸钠和水，发生反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O, SO3+2OH-=SO42-+ H2O；正确答案：SO2+2OH-=SO32-+H2O, SO3+2OH-=SO42-+ H2O。
（4）4s～5s 时，反应达到平衡状态；
A．4s时，反应已达平衡，v逆(SO2)=2v正（O2），所以SO2的生成速率大于O2的消耗速率；错误；
B．两种反应物的投入量一定，反应时按2：1进行，因此反应进行到任何状态，SO2与O2的浓度比不变，正确；
C．反应前后混合气体的质量不变，反应后气体的总量减小，因此混合气体的平均相对分子质量不变，反应达到平衡状态，正确；
D．可逆反应达到平衡状态后，v（逆）= v（正）≠0，反应处于相对静止状态，没有停止。错误；正确选项BC。
（5）氧气的平衡物质的量是0.25mol，则消耗氧气0.6mol-0.25mol=0.35mol，所以消耗二氧化硫0.35mol×2=0.7mol，根据（2）的分析可知，二氧化硫的初始量是1mol，所以该反应达到平衡时SO2的转化率是0.7mol/1mol×100%=70%；正确答案：70%。
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