Question

PM_2.5（可入肺颗粒物）污染跟燃煤密切相关，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1所示：
（1）写出高速旋转雾化器中发生反应的化学方程式

 

．
（2）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（两容器起始容积均为2L），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“=”）．若平衡时测得容器II中的压强减小了30%，则该条件下的平衡常数K=

 

．
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图2正确的是

 

（填序号）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡建立的过程

专题：

分析：（1）高速旋转雾化器中涉及反应为二氧化硫、氧气和氢氧化钙反应生成硫酸钙；
（2）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，根据三段式计算平衡浓度；
②根据压强对速率和平衡影响分析，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．

解答： 解：（1）高速旋转雾化器中涉及反应为二氧化硫、氧气和氢氧化钙反应生成硫酸钙，反应的方程式为2SO₂+2Ca（OH）₂+O₂=2CaSO₄+2H₂O，
故答案为：2SO₂+2Ca（OH）₂+O₂=2CaSO₄+2H₂O；
（3）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O₂的变化量为xmol，则x=3×30%=0.9，
                   2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
初始物质的量：2        1       0
变化物质的量：1.8      0.9     1.8
平衡物质的量：0.2      0.1     1.8
平衡浓度（mol/L）：0.1     0.05     0.9
K=

0．92

0．12×0.05

=1620； 
故答案为：＞；1620；
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：本题涉及化学方程式的书写、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．