Question

【題目】LiFe2(PO4)3作為鋰離子電池的負極材料時有良好的放電平臺，通過提高材料的電導率可以有效的改善材料的性能。

（1）配平下列反應的化學方程式。___

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

（2）CO2的電子式為____，P原子的核外電子有___種不同能量的電子。

研究CO2與CH4的反應使之轉化為H2和CO對減緩燃料危機，減少溫室效應具有重大意義。已知CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)。

（3）該反應的平衡常數K=____。在2L密閉容器中，通入CO2和CH4的混合氣體，30min后，CH4的質量減少了4.8g，則v(CH4)=___。

（4）根據如圖可得出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) > 根據圖中信息，有H2O生成，平衡時n(H2)<c(CO)，說明一部分CO2與H2發生了反應

【解析】

(1).從化合價分析，反應中化合價變化為碳從+2價變為+4價，氧化鐵的系數為1，LiFe2(PO4)3中鐵的化合價為+4價，氧化鐵中鐵的化合價為+3價，都降低到+2價，所以氧化鐵總共降低2價，LiFe2(PO4)3中鐵總共降低4價，所用需要3個一氧化碳反應，再根據質量守恒定律，得方程式為： 2LiFe2(PO4)3+1Fe2O3+3CO=3CO2+6LiFePO4 ；

(2).碳的最外層有4個電子，應該形成4對共用電子，每個氧原子形成2對共用電子，所用電子式為： ；磷原子有5個能級，不同能級上的電子能量不同，所以磷有5種不同能量的電子。

(3)根據平衡常數為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值分析，平衡常數K= ；甲烷的物質的量為，用甲烷表示反應速率為 v(CH4)=0.3mol÷2L÷30min=0.005mol/(Lmin) ；

(4). 根據圖中信息，有H2O生成，平衡時n(H2)<c(CO)，說明一部分CO2與H2發生了反應，所以反應中二氧化碳的消耗量大于甲烷的消耗量，。