Question

將一定量的SO₂和含0.7 mol氧氣的空氣(忽略CO₂)放入一定體積的密閉容器中，550℃時(shí)，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO₂＋O₂2SO₃(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28 L；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5.6 L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))

請(qǐng)回答下列問題：

(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________(填字母)。

a．SO₂和SO₃濃度相等

b．SO₂百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變

d．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等

e．容器中混合氣體的密度保持不變

(2)欲提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是________(填字母)。

a．向裝置中再充入N₂

b．向裝置中再充入O₂

c．改變反應(yīng)的催化劑

d．升高溫度

(3)求該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率(用百分?jǐn)?shù)表示)。

(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的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)由定義判斷b正確；由于恒溫、恒容下的非等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不變說明氣體的總物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡，c正確；由ρ＝中m和V都是定值，故ρ也始終不變，無法判斷是否達(dá)到平衡，e錯(cuò)誤；SO₂和SO₃的濃度大小關(guān)系不能作為平衡判定標(biāo)志，a錯(cuò)；d中SO₃的生成速率和SO₂的消耗速率任意時(shí)間點(diǎn)都相等，d錯(cuò)。

(2)由化學(xué)平衡的影響因素可知：恒容下充入N₂不改變反應(yīng)混合物各成分濃度，平衡不移動(dòng)；充入O₂則增大了反應(yīng)物O₂的濃度，提高了SO₂的轉(zhuǎn)化率；催化劑不改變平衡，無法影響SO₂的轉(zhuǎn)化率；升高溫度會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，降低SO₂的轉(zhuǎn)化率。

(3)由信息知消耗氧氣的物質(zhì)的量：0.7 mol－＝0.45 mol；②反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)SO₂和SO₃的總物質(zhì)的量為：＝0.95 mol，因?yàn)镾O₂和SO₃的消耗和生成關(guān)系為1∶1，所以初始SO₂的總量也是0.95 mol；③反應(yīng)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)在給定條件下，溶液呈強(qiáng)酸性，BaSO₃不會(huì)沉淀，因此m(BaSO₄)＝0.9 mol×5%×233 g·mol^－1＝10.5 g。