(10分)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:(正反应放热)。测得n(O2)随时间的变化如下表
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-ls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)若将平衡混台气体中SO3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)。
(1)0.6mol/(L·s)
(2)0.5mol/L
(3)大于
(4)90%
(5)10.5
题目分析:(1)0-ls内O2的物质的量减少0.7-0.4=0.3mol,浓度减少0.3mol/0.5L=0.6mol/L,所以用O2表示从0-ls内该反应的平均反应速率为0.6mol/L/1s=0.6mol/(L·s)
(2)根据题意可知,与氢氧化钠的反应的是二氧化硫、三氧化硫的混合气体,二者的物质的量之和与开始加入的二氧化硫的物质的量相同,所以混合气体通过氢氧化钠溶液体积减少(标准状况)22.4L,说明开始通入的二氧化硫的物质的量是1mol,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(标准状况),说明剩余氧气5.6L,物质的量是0.25mol,浓度是5.6L/22.4L/mol/0.5L=0.5mol/L,所以压强的平衡浓度是0.5mol/L;
(3)4s时,反应已达平衡,v逆(SO2)=2v正(O2),所以SO2的生成速率大于O2的消耗速率。
(4)氧气的平衡物质的量是0.25mol,则消耗氧气0.7mol-0.25mol=0.45mol,所以消耗二氧化硫0.45mol×2=0.9mol,根据(2)的分析可知,二氧化硫的初始量是1mol,所以该反应达到平衡时SO2的转化率是0.9mol/1mol×100%=90%;
(5)混合气体中的三氧化硫与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀。同理可计算出生成三氧化硫的物质的量是0.9mol,其5%与BaCl2溶液反应,生成硫酸钡0.045mol,质量是10.485g,保留一位小数是10.5g。