Question

将一定量的二氧化硫和含0.7 mol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＋O₂2SO₃。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量氢氧化钠溶液，气体体积减小了21.28 L；再将剩余气体通过一种碱性溶液吸收氧气，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)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．二氧化硫和三氧化硫浓度相等

b．三氧化硫百分含量保持不变

c．容器中气体的压强不变

d．三氧化硫的生成速率与二氧化硫的消耗速率相等

e．容器中混合气体的密度保持不变

(2)求该反应达到平衡时，消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比____。

(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的氯化钡溶液中，生成沉淀的质量是多少？______

Answer

bc 94.7% 10.5 g

【解析】

（1）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；

（2）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，剩余气体为氧气，利用硫元素守恒计算二氧化硫起始物质的量，根据剩余氧气的量计算参加反应的氧气的量，再根据方程式计算参加反应二氧化硫物质的量，进而计算消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比；

（3）三氧化硫物质的量等于参加反应的二氧化硫物质的量，三氧化硫反应生成硫酸钡，由S元素守恒计算硫酸钡质量。

（1）a．可逆反应到达平衡时SO2和SO3浓度不一定相等，与二氧化硫的转化率有关，a错误；b．可逆反应达到平衡状态时，各物质的百分含量不变，三氧化硫百分含量保持不变，说明到达平衡状态，b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，c正确；d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率都表示正反应速率，始终二者都按1：1进行反应，不能说明到达平衡状态，d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，e错误；答案选bc；

（2）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，平衡时二氧化硫、三氧化硫总物质的量为21.28L÷22.4L/mol=0.95mol，根据S元素守恒可知，二氧化硫起始物质的量为0.95mol，平衡时氧气物质的量为5.6L÷22.4L/mol=0.25mol，则参加反应的氧气为0.7mol-0.25mol=0.45mol，由方程式可知参加反应的二氧化硫为0.45mol×2=0.9mol，故消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比为0.9mol/0.95mol×100%=94.7%；

（3）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，三氧化硫反应生成硫酸钡，由S元素守恒生成硫酸钡质量为0.9mol×5%×233g/mol=10.485g≈10.5g。