Question

【题目】锰元素广泛分布在自然界中，其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

（1）已知相关热化学方程式为：

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

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

（2）MnCO3广泛用作锰盐原料．通过如图装置焙烧MnCO3可以制取MnO2，反应方程式为：2MnCO3（s）+O2（g）═2MnO2（s）+2CO2（g）。

①2MnCO3（s）+O2（g）2MnO2（s）+2CO2（g）的化学平衡常数表达式K=______。

②用真空抽气泵不断抽气的目的除保证反应持续进行外，还有______。

③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________（填序号）。（如图中V正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）

（3）MnO2常用作催化剂。MnO2催化降解甲醛的反应机理如图所示，图中X表示的粒子是______，该反应的总反应方程式为______。

（4）MnSO4是重要微量元素肥料。用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2，电解时总反应的离子方程式为：______，电解过程中阴极附近的pH______（选填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

【答案】（1） 3/4a+b+1/3c ⑵①C2（CO2）/（CO2） ②使平衡正向移动，提高MnCO3转化率 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的燃烧热可得：③．Al（s）+O2（g）=Al2O3（s）△H=-c kJmol-1，

根据盖斯定律，①+×②+×③可得：3MnO2（s）+4Al（s）═3Mn（s）+2Al2O3（s），则△H=（a+b-c） kJmol-1；

（2）①2MnCO3（s）+O2（g）2MnO2（s）+2CO（g）的化学平衡常数表达式K=C2（CO2）/（CO2）；

②用真空抽气泵不断抽气，可增大空气量，减少生成物浓度，平衡正向移动，可提高MnCO3的转化率；

③A．t1时正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故A错误；B．t1时平衡常数不再变化，正逆反应速率相等，说明达到了平衡状态，故B正确；C．t1时二氧化碳和氧气的物质的量还在变化，说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故C错误；D．t1时二氧化碳的质量分数不再变化，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故D正确；故选BD；

（3）氧离子与-CHO转化为X，而X与H+生成CO2和H2O，则X表示的粒子是HCO3-，整个过程是甲醛氧化生成二氧化碳与水，可得该反应的总反应方程式为：HCHO+O2CO2+H2O；

（4）用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2，阳极发生氧化反应，Mn2+失去电子转化为MnO2，阴极水得电子发生还原反应生成氢气，总反应离子方程式为：Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+，阴极附近氢氧根浓度增大，则电解过程中阴极附近的pH增大。