Question

【題目】錳元素廣泛分布在自然界中，其單質和化合物在工農業生產中有著重要的應用。

（1）已知相關熱化學方程式為：

4Al（s）+3O2（g）=2Al2O3（s） △H1=a kJmol﹣1

3MnO2（s）=Mn3O4（s）+O2（g） △H2=bkJmol﹣1

3Mn3O4（s）+8Al（s）=9Mn（s）+4Al2O3（s） △H3=ckJmol﹣1

則3MnO2（s）+4Al（s）=3Mn（s）+2Al2O3（s） △H=__ kJmol﹣1（用含a、b、c的代數式表示）．

（2）MnCO3廣泛用作錳鹽原料．通過如圖裝置焙燒MnCO3可以制取MnO2，反應方程式為：2MnCO3（s）+O2（g）═2MnO2（s）+2CO2（g）。

①2MnCO3（s）+O2（g）2MnO2（s）+2CO2（g）的化學平衡常數表達式K=______。

②用真空抽氣泵不斷抽氣的目的除保證反應持續進行外，還有______。

③若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態的是________（填序號）。（如圖中V正、K、n、w分別表示正反應速率、平衡常數、物質的量、質量分數）

（3）MnO2常用作催化劑。MnO2催化降解甲醛的反應機理如圖所示，圖中X表示的粒子是______，該反應的總反應方程式為______。

（4）MnSO4是重要微量元素肥料。用惰性電極電解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2，電解時總反應的離子方程式為：______，電解過程中陰極附近的pH______（選填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

【答案】（1） 3/4a+b+1/3c ⑵①C2（CO2）/（CO2） ②使平衡正向移動，提高MnCO3轉化率 ③BD ⑶HCO3- HCHO+O2=CO2+H2O ⑷Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+， 增大

【解析】（1）已知：①．3MnO2（s）=Mn3O4（s）+O2（g）△H1=a kJmol-1

②．3Mn3O4（s）+8Al（s）=9Mn（s）+4Al2O3（s）△H2=b kJmol-1

由Al的燃燒熱可得：③．Al（s）+O2（g）=Al2O3（s）△H=-c kJmol-1，

根據蓋斯定律，①+×②+×③可得：3MnO2（s）+4Al（s）═3Mn（s）+2Al2O3（s），則△H=（a+b-c） kJmol-1；

（2）①2MnCO3（s）+O2（g）2MnO2（s）+2CO（g）的化學平衡常數表達式K=C2（CO2）/（CO2）；

②用真空抽氣泵不斷抽氣，可增大空氣量，減少生成物濃度，平衡正向移動，可提高MnCO3的轉化率；

③A．t1時正反應速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態，故A錯誤；B．t1時平衡常數不再變化，正逆反應速率相等，說明達到了平衡狀態，故B正確；C．t1時二氧化碳和氧氣的物質的量還在變化，說明正逆反應速率不相等，反應沒有達到平衡狀態，故C錯誤；D．t1時二氧化碳的質量分數不再變化，表明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故D正確；故選BD；

（3）氧離子與-CHO轉化為X，而X與H+生成CO2和H2O，則X表示的粒子是HCO3-，整個過程是甲醛氧化生成二氧化碳與水，可得該反應的總反應方程式為：HCHO+O2CO2+H2O；

（4）用惰性電極電解酸性MnSO4溶液可制得MnO2，陽極發生氧化反應，Mn2+失去電子轉化為MnO2，陰極水得電子發生還原反應生成氫氣，總反應離子方程式為：Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+，陰極附近氫氧根濃度增大，則電解過程中陰極附近的pH增大。