Question

7．PM_2.5（可入肺顆粒物）污染跟冬季燃煤密切相關(guān)，燃煤還同時排放大量的SO₂和NO_X．旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法是去除燃煤煙氣中二氧化硫的方法之一，工藝流程如圖所示：
500℃時，在催化劑存在條件下，分別將2mol SO₂和1mol O₂置于恒壓容器I和恒容容器II中（兩容器起始容積相同），充分反應(yīng)，二者均達到平衡后：
①兩容器中SO₃的體積分數(shù)關(guān)系是I＞II（填“＞”、“＜”或“=”）．若測得容器II中的壓強減小了30%，則該容器中SO₂的轉(zhuǎn)化率為90%．
②t₁時刻分別向兩容器的平衡體系中加入2mol SO₃，則兩容器中SO₃的體積分數(shù)隨時間變化曲線圖正確的是A（填序號）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)壓強對化學(xué)平衡移動的影響知識來回答，反應(yīng)體系中，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)三段式計算轉(zhuǎn)化率；
②恒壓容器I和恒容容器Ⅱ中，分別向兩容器的平衡體系中加入2mol SO₃，平衡逆向進行，氣體的物質(zhì)的量增大，恒壓容器I的體積增大，恒容容器Ⅱ的體積不變壓強增大，則容器Ⅱ的反應(yīng)速率快達到平衡所用時間短，壓強大平衡向生成SO₃向進行，則容器Ⅱ中SO₃含量高，據(jù)此分析．

解答 解：①對于反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），恒容容器相當(dāng)于恒壓容器的基礎(chǔ)上加大壓強，化學(xué)平衡正向移動，SO₃的體積分數(shù)增大，所以Ⅰ＞Ⅱ；將2mol SO₂和1mol O₂置于恒容容器II中，設(shè)容器中SO₂的變化量為x，
        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
初始量：2        1       0
變化量：x      0.5x      x
平衡量：2-x   1-0.5x     x
容器II中的壓強減小了30%，即$\frac{3}{2-x+1-0.5x+x}$=$\frac{1}{1-30%}$，解得x=1.8mol，
所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.8mol}{2mol}$×100%=90%，
故答案為：＞；90%；
②恒壓容器I和恒容容器Ⅱ中，分別向兩容器的平衡體系中加入2mol SO₃，平衡逆向進行，氣體的物質(zhì)的量增大，恒壓容器I的體積增大，恒容容器Ⅱ的體積不變壓強增大，則容器Ⅱ的反應(yīng)速率快達到平衡所用時間短，壓強大平衡向生成SO₃向進行，則容器Ⅱ中SO₃含量高，所以圖A符合，
故答案為：A．

點評 本題涉及化學(xué)平衡的計算、化學(xué)平衡移動的影響因素，側(cè)重考查學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析處理以及對知識的綜合應(yīng)用，題目綜合性強，難度較大．