Question

16．在體積恒定的密閉容器中，一定量的SO₂與1.100mol O₂在催化劑作用下加熱到600℃發生反應：2SO₂+O₂$?_{加熱}^{催化劑}$2SO₃，該反應為放熱反應．當氣體的物質的量減少0.315mol時反應達到平衡，在相同的溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%．下列有關敘述正確的是（　　）

• A． 當SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等時反應達到平衡
• B． 降低溫度，正反應速率減小，而逆反應速率增大
• C． 將平衡混合氣體通入過量BaCl₂溶液中，得到沉淀的質量為161.980 g
• D． 達到平衡時，SO₂的轉化率是90%

Answer 1

分析 A．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率均表示正反應速率，反應始終按該比例關系進行；
B．降低溫度，正、逆反應速率都減小；
C．設二氧化硫起始物質的量是xmol，平衡時轉化的二氧化硫為ymol，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：x       1.1       0
轉化量（mol）：y       0.5y      y 
平衡量（mol）：x-y     1.1-0.5y  y
氣體總物質的量減少0.315mol時反應達到平衡，則0.5y=0.315，故y=0.63，
在相同的溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%，則$\frac{x+1.1-0.315}{x+1.1}$=82.5%，故x=0.7，
將混合氣體通入過量的氯化鋇溶液中，三氧化硫和氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀，二氧化硫與氧氣、水反應生成硫酸，硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，0.7mol二氧化硫完全轉化消耗0.35mol氧氣，氧氣有剩余，根據硫元素守恒計算硫酸鋇質量；
D．達到平衡時，SO₂的轉化率=$\frac{轉化的二氧化硫物質的量}{二氧化硫起始物質的量}$×100%．

解答 解：A．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率均表示正反應速率，反應始終按該比例關系進行，應是當SO₃的生成速率與SO₂的生成速率相等時反應達到平衡，故A錯誤；
B．降低溫度，正、逆反應速率都減小，故B錯誤；
C．設二氧化硫起始物質的量是xmol，平衡時轉化的二氧化硫為ymol，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：x       1.1       0
轉化量（mol）：y       0.5y      y
平衡量（mol）：x-y     1.1-0.5y  y
氣體總物質的量減少0.315mol時反應達到平衡，則0.5y=0.315，故y=0.63，
在相同的溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%，則$\frac{x+1.1-0.315}{x+1.1}$=82.5%，故x=0.7，
將混合氣體通入過量的氯化鋇溶液中，三氧化硫和氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀，二氧化硫與氧氣、水反應生成硫酸，硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，0.7mol二氧化硫完全轉化消耗0.35mol氧氣，氧氣有剩余，根據硫元素守恒，硫酸鋇的物質的量是0.7mol，故其質量為0.7mol×233g/mol=163.1g，故C錯誤；
D．達到平衡時，SO₂的轉化率=$\frac{0.63mol}{0.7mol}$×100%=90%，故D正確，
故選：D．

點評 本題考查了化學平衡平衡計算、平衡狀態判斷、反應速率影響因素等，C選項為易錯點，學生容易考慮三氧化硫和氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀，二氧化硫和氯化鋇溶液不反應，忽略氧氣存在下二氧化硫與氧氣、水反應生成硫酸，硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀．