Question

【题目】LiFe2(PO4)3作为锂离子电池的负极材料时有良好的放电平台，通过提高材料的电导率可以有效的改善材料的性能。

（1）配平下列反应的化学方程式。___

___LiFe2(PO4)3+1Fe2O3+___CO→____CO2+___LiFePO4

（2）CO2的电子式为____，P原子的核外电子有___种不同能量的电子。

研究CO2与CH4的反应使之转化为H2和CO对减缓燃料危机，减少温室效应具有重大意义。已知CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)。

（3）该反应的平衡常数K=____。在2L密闭容器中，通入CO2和CH4的混合气体，30min后，CH4的质量减少了4.8g，则v(CH4)=___。

（4）根据如图可得出n(CO2)消耗___n(CH4) 消耗（填“>”、“<”和“=”），原因是___。

Answer 1

【答案】2LiFe2(PO4)3+1Fe2O3+3CO=3CO2+6LiFePO4 5 0.005mol/(Lmin) > 根据图中信息，有H2O生成，平衡时n(H2)<c(CO)，说明一部分CO2与H2发生了反应

【解析】

(1).从化合价分析，反应中化合价变化为碳从+2价变为+4价，氧化铁的系数为1，LiFe2(PO4)3中铁的化合价为+4价，氧化铁中铁的化合价为+3价，都降低到+2价，所以氧化铁总共降低2价，LiFe2(PO4)3中铁总共降低4价，所用需要3个一氧化碳反应，再根据质量守恒定律，得方程式为： 2LiFe2(PO4)3+1Fe2O3+3CO=3CO2+6LiFePO4 ；

(2).碳的最外层有4个电子，应该形成4对共用电子，每个氧原子形成2对共用电子，所用电子式为： ；磷原子有5个能级，不同能级上的电子能量不同，所以磷有5种不同能量的电子。

(3)根据平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值分析，平衡常数K= ；甲烷的物质的量为，用甲烷表示反应速率为 v(CH4)=0.3mol÷2L÷30min=0.005mol/(Lmin) ；

(4). 根据图中信息，有H2O生成，平衡时n(H2)<c(CO)，说明一部分CO2与H2发生了反应，所以反应中二氧化碳的消耗量大于甲烷的消耗量，。