Question

7．PM_2.5（可入肺颗粒物）污染跟冬季燃煤密切相关，燃煤还同时排放大量的SO₂和NO_X．旋转喷雾干燥法是去除燃煤烟气中二氧化硫的方法之一，工艺流程如图所示：
500℃时，在催化剂存在条件下，分别将2mol SO₂和1mol O₂置于恒压容器I和恒容容器II中（两容器起始容积相同），充分反应，二者均达到平衡后：
①两容器中SO₃的体积分数关系是I＞II（填“＞”、“＜”或“=”）．若测得容器II中的压强减小了30%，则该容器中SO₂的转化率为90%．
②t₁时刻分别向两容器的平衡体系中加入2mol SO₃，则两容器中SO₃的体积分数随时间变化曲线图正确的是A（填序号）．

Answer 1

分析 ①根据压强对化学平衡移动的影响知识来回答，反应体系中，压强之比等于物质的量之比，根据三段式计算转化率；
②恒压容器I和恒容容器Ⅱ中，分别向两容器的平衡体系中加入2mol SO₃，平衡逆向进行，气体的物质的量增大，恒压容器I的体积增大，恒容容器Ⅱ的体积不变压强增大，则容器Ⅱ的反应速率快达到平衡所用时间短，压强大平衡向生成SO₃向进行，则容器Ⅱ中SO₃含量高，据此分析．

解答 解：①对于反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），恒容容器相当于恒压容器的基础上加大压强，化学平衡正向移动，SO₃的体积分数增大，所以Ⅰ＞Ⅱ；将2mol SO₂和1mol O₂置于恒容容器II中，设容器中SO₂的变化量为x，
        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
初始量：2        1       0
变化量：x      0.5x      x
平衡量：2-x   1-0.5x     x
容器II中的压强减小了30%，即$\frac{3}{2-x+1-0.5x+x}$=$\frac{1}{1-30%}$，解得x=1.8mol，
所以二氧化硫的转化率=$\frac{1.8mol}{2mol}$×100%=90%，
故答案为：＞；90%；
②恒压容器I和恒容容器Ⅱ中，分别向两容器的平衡体系中加入2mol SO₃，平衡逆向进行，气体的物质的量增大，恒压容器I的体积增大，恒容容器Ⅱ的体积不变压强增大，则容器Ⅱ的反应速率快达到平衡所用时间短，压强大平衡向生成SO₃向进行，则容器Ⅱ中SO₃含量高，所以图A符合，
故答案为：A．

点评 本题涉及化学平衡的计算、化学平衡移动的影响因素，侧重考查学生对数据的分析处理以及对知识的综合应用，题目综合性强，难度较大．