Question

【題目】二氧化錳是化學工業中常用的氧化劑和催化劑。我國主要以貧菱錳礦(有效成分為MnCO3)為原料，通過熱解法進行生產。

(1)碳酸錳熱解制二氧化錳分兩步進行：

i．MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g) △H1=+a kJmol1

ii．2MnO(s)+O2(g)2MnO2(s) △H2=+b kJmol1

①反應i的化學平衡常數表達式K=_______；

②焙燒MnCO3制取MnO2的熱化學方程式是_________；

(2)焙燒(裝置如圖1)時持續通入空氣，并不斷抽氣的目的是_______；

(3)在其他條件不變時，某科研團隊對影響轉化率的生產條件進行了研究，結果如圖2、圖3所示。

①常壓下，要提高MnCO3的轉化率，應選擇的生產條件是____________焙燒68h。

②圖3中，焙燒8h時，MnCO3的轉化率：干空氣<濕空氣，原因是______________。

Answer 1

【答案】c(CO2) 2MnCO3(s) ＋O2(g) 2MnO2(s) ＋2CO2(g) △H1=＋(2a+b) kJmol1 保持O2的濃度，降低CO2的濃度，使平衡正向移動，提高碳酸錳的轉化率 濕空氣中，350℃左右 干空氣中沒有催化劑，反應速率比濕空氣中慢，8h時未達到平衡

【解析】

(1)①根據化學平衡常數的定義來書寫；②將第i方程式乘以2，再加上第ii個方程式得到焙燒MnCO3制取MnO2的熱化學方程式。

(2)焙燒(裝置如圖1)時持續通入空氣，并不斷抽氣主要利用平衡移動原理分析。

(3)①根據圖中的信息得出；②根據濕空氣中會吸收部分的二氧化碳及平衡移動來分析。

(1)①反應i的化學平衡常數表達式是生成物濃度的系數次方之積除以反應物濃度的系數次方之積，因此K= c(CO2)；故答案為：c(CO2)。

②將第i方程式乘以2，再加上第ii個方程式得到焙燒MnCO3制取MnO2的熱化學方程式是2MnCO3(s) ＋O2(g) 2MnO2(s) ＋2CO2(g) △H1=＋(2a+b) kJmol1；故答案為：2MnCO3(s) ＋O2(g) 2MnO2(s) ＋2CO2(g) △H1=＋(2a+b) kJmol1。

(2)焙燒(裝置如圖1)時持續通入空氣，并不斷抽氣的目的是不斷的移出CO2，降低CO2的濃度，保持O2的濃度，使平衡正向移動，提高碳酸錳的轉化率；故答案為：保持O2的濃度，降低CO2的濃度，使平衡正向移動，提高碳酸錳的轉化率。

(3)①根據圖中的信息得出常壓下，要提高MnCO3的轉化率，應選擇的生產條件是濕空氣中，350℃左右焙燒68h；故答案為：濕空氣中，350℃左右。

②圖3中，焙燒8h時，MnCO3的轉化率：干空氣＜濕空氣，原因是濕空氣中會吸收部分的二氧化碳，降低二氧化碳的濃度，平衡有利于正向移動，增大碳酸錳的轉化率，也可能濕空氣有催化劑，提高反應速率；故答案為：干空氣中沒有催化劑，反應速率比濕空氣中慢，8h時未達到平衡。