Question

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

（1）配平下列反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)使之轉(zhuǎn)化為H2和CO對(duì)減緩燃料危機(jī)，減少溫室效應(yīng)具有重大意義。已知CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)。

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

（4）根據(jù)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(jù)圖中信息，有H2O生成，平衡時(shí)n(H2)<c(CO)，說(shuō)明一部分CO2與H2發(fā)生了反應(yīng)

【解析】

(1).從化合價(jià)分析，反應(yīng)中化合價(jià)變化為碳從+2價(jià)變?yōu)?/span>+4價(jià)，氧化鐵的系數(shù)為1，LiFe2(PO4)3中鐵的化合價(jià)為+4價(jià)，氧化鐵中鐵的化合價(jià)為+3價(jià)，都降低到+2價(jià)，所以氧化鐵總共降低2價(jià)，LiFe2(PO4)3中鐵總共降低4價(jià)，所用需要3個(gè)一氧化碳反應(yīng)，再根據(jù)質(zhì)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(gè)電子，應(yīng)該形成4對(duì)共用電子，每個(gè)氧原子形成2對(duì)共用電子，所用電子式為： ；磷原子有5個(gè)能級(jí)，不同能級(jí)上的電子能量不同，所以磷有5種不同能量的電子。

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

(4). 根據(jù)圖中信息，有H2O生成，平衡時(shí)n(H2)<c(CO)，說(shuō)明一部分CO2與H2發(fā)生了反應(yīng)，所以反應(yīng)中二氧化碳的消耗量大于甲烷的消耗量，。