Question

将一定量的SO₂和含0.7mol氧气的空气(忽略CO₂)放入0.5 L密闭容器内，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)(正反应放热)。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	0.7	0.4	0.3	x	x	x

 
反应达到5s后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了22.4L(此体积为标准状况下的体积)；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(此体积为标准状况下的体积)。
请回答下列问题：
（1）用O₂表示从0～1s内该反应的平均反应速率为               ；
（2）O₂的平衡浓度c(O₂)=              ；
（3）4s时，SO₂的生成速率____________(填“大于”、“小于”或“等于”)O₂的消耗速率。
（4）求该反应达到平衡时SO₂的转化率是____________(用百分数表示)。
（5）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀____________克(计算结果保留一位小数)。

Answer 1

(每空2分、共10分)（1）0.6mol·L^-1·s^-1（2）0. 5mol·L^-1
（3）大于 （4）90%   （5）10.5

试题分析：（1）根据表中数据可知，从0～1s内氧气的物质的量减少了0.7mol－0.4mol＝0.3mol，所以用O₂表示从0～1s内该反应的平均反应速率为＝0.6mol·L^-1·s^-1。
（2）反应达到5s后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了22.4L(此体积为标准状况下的体积)，这说明容器中SO₂和三氧化硫的总的物质的量是22.4L÷22.4L/mol＝1mol。因此根据原子守恒可知，反应前通入的SO₂是1mol。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(此体积为标准状况下的体积)，所以属于氧气的物质的量是5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol，所以O₂的平衡浓度c(O₂)＝0.25mol÷0.5L＝0.5mol/L。
（3）4s时，反应达到平衡状态，则根据方程式可知SO₂的生成速率大于O₂的消耗速率。
（4）平衡时消耗氧气是0.7mol－0.25mol＝0.45mol，则根据方程式可知，消耗SO₂的物质的量是0.45mol×2＝0.9mol，所以SO₂的平衡转化率是＝90%。
（5）平衡时生成三氧化硫是0.9mol，若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀的质量是0.9mol×5%×233g/mol＝10.5g。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度试题的考查。试题设计新颖，基础性强。在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生分析、归纳和总结问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力。