用 B a C O _ 3 和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到…——2024 高考化学第 17 题答案解析

17. 用 ${ \mathrm { B a C O } } _ { 3 }$ 和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到 ${ \mathrm { B a C } } _ { 2 }$ ，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。

反应 I： $\mathrm { B a C O } _ { 3 } ( \mathrm { s } ) + \mathrm { C ( s ) } \mathrm { B a O ( s ) } + 2 \mathrm { C O ( g ) }$

反应Ⅱ： $\mathrm { B a O } ( \mathrm { s } ) \mathrm { * } 3 \mathrm { C } ( \mathrm { s } ) \mathrm { B a C } _ { 2 } ( \mathrm { s } ) \mathrm { * { C O } ( \mathrm { g } ) }$

回答下列问题：

（1）写出 ${ \mathrm { B a C } } _ { 2 }$ 与水反应的化学方程式

（2）已知 $\mathrm { K _ { p } } { = } \big ( \mathfrak { p } _ { \mathrm { c o } } \big ) ^ { \mathtt { n } }$ $\mathrm { K } { = } \left( \frac { \mathrm { p _ { \mathrm { c o } } } } { 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a } } \right) ^ { \mathrm { n } }$ (n 是CO的化学计量系数)。反应、Ⅱ的 $1 \mathrm { g K }$ 与温度的关系曲线见图1。

图1 1gK与T的关系曲线

①反应 $\mathrm { B a C O } _ { 3 } ( \mathrm { s } ) + 4 \mathrm { C ( s ) } \mathrm { B a C } _ { 2 } ( \mathrm { s } ) + 3 \mathrm { C O ( g ) }$ 在1585K 的 $\mathrm { K } _ { \mathfrak { p } }$ = $\mathrm { P a } ^ { 3 }$

②保持1320K 不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时 ${ \sf p } _ { \mathrm { c o } } = \mathrm { ~ \frac ~ { \sf P a } ~ }$ ，若将容器体积压缩到原来的 $\frac { 1 } { 2 }$ ，重新建立平衡后 $\mathtt { p } _ { \mathtt { C O } } =$ Pa 。

（3）恒压容器中，焦炭与 ${ \mathrm { B a C O } } _ { 3 }$ 的物质的量之比为4:1，Ar 为载气。400K和1823K 下， $\mathrm { B a C } _ { 2 }$ 产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。

图2 $\mathrm { B a C } _ { 2 } \vec { J } ^ { z }$ 率与时间的关系曲线

①初始温度为900K，缓慢加热至1400K 时，实验表明 ${ \mathrm { B a C O } } _ { 3 }$ 已全部消耗，此时反应体系中含Ba 物种为 C

②1823K 下，反应速率的变化特点为 \_，其原因是