Question

将一定量的SO₂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(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NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；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5.6 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．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．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)。

(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少克？

　

Answer 1

(1)bc　(2)b　(3)94.7%　(4)10.5 g

解析　(1)由定义判断b正确；由于恒温、恒容下的非等体积反应，压强不变说明气体的总物质的量不变，反应达平衡，c正确；由ρ＝中m和V都是定值，故ρ也始终不变，无法判断是否达到平衡，e错误；SO₂和SO₃的浓度大小关系不能作为平衡判定标志，a错；d中SO₃的生成速率和SO₂的消耗速率任意时间点都相等，d错。

(2)由化学平衡的影响因素可知：恒容下充入N₂不改变反应混合物各成分浓度，平衡不移动；充入O₂则增大了反应物O₂的浓度，提高了SO₂的转化率；催化剂不改变平衡，无法影响SO₂的转化率；升高温度会使平衡逆向移动，降低SO₂的转化率。

(3)由信息知消耗氧气的物质的量：0.7 mol－＝0.45 mol；②反应达平衡时SO₂和SO₃的总物质的量为：＝0.95 mol，因为SO₂和SO₃的消耗和生成关系为1∶1，所以初始SO₂的总量也是0.95 mol；③反应的n(SO₂)＝0.45 mol×2＝0.9 mol，生成的n(SO₃)＝0.9 mol。

所以α(SO₂)＝×100%＝94.7%。

(4)在给定条件下，溶液呈强酸性，BaSO₃不会沉淀，因此m(BaSO₄)＝0.9 mol×5%×233 g·mol^－1＝10.5 g。