Question

【题目】MnO2可作氧化剂、催化剂和干电池中的去极化剂，通过图1装置焙烧MrCO3可以制取MnO2。

已知：2MnO(s)+O2(g)=2MnO2(s) △H1=a kJ.mol-l

MnCO3 (s)=MnO(s)+CO2 (g) △H2=b kJ.mol-l

回答下列问题：

（1）写出图1装置中制取MnO2的热化学方程式：__________(△H用含a、b的代数式表示)。

（2）一定条件下，在1L恒容密闭容器中，该反应达到化学平衡时，CO2与O2的物质的量之比为m，氧气的物质的量为2 mol，则化学平衡常数K=__________。

（3）用真空抽气泵不断抽气的目的是___________（从化学平衡的角度回答）。

（4）某科研小组对碳酸锰与空气反应制备二氧化锰的条件（焙烧温度和气氛）进行了研究，获得三幅图（如图所示）。

①制备时焙烧温度为________，气氛条件为________。

②图2中是在常压(0.1 MPa)下获得的数据，试在图2中用虚线画出10 MPa下反应温度与转化率的关系图。__________________

Answer 1

【答案】 2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+2CO2 (g) △H=(a+2b) kJ/mol 2rn2 减小CO2的浓度，使平衡正向移动，提高MnCO3转化率 350℃左右（或325～375℃） 湿空气，其中水分含量为30%左右（或水分含量为20%～40%）

【解析】（1）由题中信息可知，可认为制取MnO2的过程先后发生了两个反应：①MnCO3 (s)=MnO(s)+CO2 (g) △H2=b kJ.mol-l，②2MnO(s)+O2(g)=2MnO2(s) △H1=a kJ.mol-l，由①②可得制取MnO2的热化学方程式为：2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+2CO2 (g) △H=(a+2b) kJ/mol 。

（2）一定条件下，在1L恒容密闭容器中，该反应达到化学平衡时，CO2与O2的物质的量之比为m，氧气的物质的量为2 mol，则CO2的物质的量为2m mol，CO2与O2的物质的量浓度分别为2m mol/L和2mol/L，该反应的化学平衡常数K==2rn2。

（3）用真空抽气泵不断抽气的目的是减小生成物CO2的浓度，使平衡正向移动，提高MnCO3转化率。

（4）由图可知，该反应在350℃左右（或325～375℃）、水分含量为30%左右（或水分含量为20%～40%）的湿空气中焙烧，化学反应速率最快且反应物的转化率最高。①制备时焙烧温度为350℃左右（或325～375℃），气氛条件为湿空气，其中水分含量为30%左右（或水分含量为20%～40%）。②该反应是一个气体分子数减少的反应，在相同温度下，增大加压后，化学平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率会变小。图2中是在常压(0.1 MPa)下获得的数据，在图2中的曲线下方用虚线画出10 MPa下反应温度与转化率的关系图如下：。