Question

（10分）將一定量的SO₂和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO₂)放入0.5 L密閉容器內，550℃時，在催化劑作用下發生反應：（正反應放熱）。測得n（O₂）隨時間的變化如下表

反應達到5s后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了22. 4L（此體積為標準狀況下的體積）；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O₂，氣體的體積又減少了5.6L（此體積為標準狀況下的體積）。
請回答下列問題：
（1）用O₂表示從0-ls內該反應的平均反應速率為__________________。
（2）O₂的平衡濃度c (O₂)=____________________________；
（3） 4s時，SO₂的生成速率____________（填“大于”、“小于”或“等于”）O₂的消耗速率。
（4）求該反應達到平衡時SO₂的轉化率是________（用百分數表示）。
（5）若將平衡混臺氣體中SO₃的5%通入過量的BaCl₂溶液，生成沉淀_______克（計算結果保留一位小數）。

Answer 1

（1）0.6mol/(L·s)
（2）0.5mol/L
（3）大于
（4）90%
（5）10.5

試題分析：（1）0-ls內O₂的物質的量減少0.7-0.4=0.3mol，濃度減少0.3mol/0.5L=0.6mol/L，所以用O₂表示從0-ls內該反應的平均反應速率為0.6mol/L/1s=0.6mol/(L·s)
（2）根據題意可知，與氫氧化鈉的反應的是二氧化硫、三氧化硫的混合氣體，二者的物質的量之和與開始加入的二氧化硫的物質的量相同，所以混合氣體通過氫氧化鈉溶液體積減少（標準狀況）22.4L，說明開始通入的二氧化硫的物質的量是1mol，剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O₂，氣體的體積又減少了5.6L（標準狀況），說明剩余氧氣5.6L，物質的量是0.25mol，濃度是5.6L/22.4L/mol/0.5L=0.5mol/L，所以壓強的平衡濃度是0.5mol/L；
（3）4s時，反應已達平衡，v_逆(SO₂)=2v_正（O₂），所以SO₂的生成速率大于O₂的消耗速率。
（4）氧氣的平衡物質的量是0.25mol，則消耗氧氣0.7mol-0.25mol=0.45mol，所以消耗二氧化硫0.45mol×2=0.9mol，根據（2）的分析可知，二氧化硫的初始量是1mol，所以該反應達到平衡時SO₂的轉化率是0.9mol/1mol×100%=90%；
（5）混合氣體中的三氧化硫與BaCl₂溶液反應生成硫酸鋇沉淀。同理可計算出生成三氧化硫的物質的量是0.9mol，其5%與BaCl₂溶液反應，生成硫酸鋇0.045mol，質量是10.485g，保留一位小數是10.5g。