Question

11．將一定量的SO₂和含0.7mol氧氣的空氣（忽略CO₂）放入0.5L密閉容器內(nèi)，550℃時(shí)，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$ 2SO₃（g）（正反應(yīng)放熱）．測得n（O₂）隨時(shí)間的變化如下表

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
n（O2）/mol	0.7	0.4	0.3	x	x	x

4s后反應(yīng)達(dá)到平衡，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(biāo)準(zhǔn)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（提示：焦性沒食子酸的堿性溶液可以吸收O₂），氣體的體積又減少了5.6L（此體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）．請回答下列問題：
（1）用O₂表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4mol•L^-1•s^-1．
（2）O₂的平衡濃度c（O₂）=0.5mol•L^-1．
（3）求該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率是90%（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10.5克（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）從0～2s內(nèi)，氧氣減少了0.7mol-0.3mol=0.4mol，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（2）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，則平衡體系中氧氣為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol；
（3）4s后到達(dá)平衡，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，則由S原子守恒可知，起始二氧化硫?yàn)?mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的氧氣為0.7mol-0.25mol=0.45mol，所以轉(zhuǎn)化的二氧化硫?yàn)?.45mol×2=0.9mol；
（4）平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl₂溶液，二氧化硫和三氧化硫共1mol×5%=0.05mol，由二氧化硫的轉(zhuǎn)化率計(jì)算物質(zhì)的量，三氧化硫與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為硫酸鋇，二氧化硫不能與氯化鋇溶液反應(yīng)．

解答 解：（1）從0～2s內(nèi)，氧氣減少了0.7mol-0.3mol=0.4mol，0～2s內(nèi)用O₂表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為
$\frac{\frac{0.4mol}{0.5L}}{2s}$=0.4mol/（L•s），故答案為：0.4；
（2）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，則平衡體系中氧氣為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，其濃度為$\frac{0.25mol}{0.5L}$=0.5mol/L，故答案為：0.5；
（3）4s后到達(dá)平衡，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，則由S原子守恒可知，起始二氧化硫?yàn)?\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的氧氣為0.7mol-0.25mol=0.45mol，所以轉(zhuǎn)化的二氧化硫?yàn)?.45mol×2=0.9mol，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.9mol}{1mol}$×100%=90%，故答案為：90%；
（4）平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl₂溶液，二氧化硫和三氧化硫共1mol×5%=0.05mol，混合氣體中三氧化硫?yàn)?.05mol×90%=0.045mol，三氧化硫與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為硫酸鋇，二氧化硫不能與氯化鋇溶液反應(yīng)，由S原子守恒可知生成沉淀為硫酸鋇為0.045mol，沉淀的質(zhì)量為233g/mol×0.045mol=10.5g，
故答案為：10.5．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，側(cè)重分析、計(jì)算能力的綜合考查，（4）中注意注意利用原子守恒進(jìn)行計(jì)算解答，題目難度中等．