2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德•埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献．
2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德•埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献．（1）某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能．
NO、NH3混合气体→催化反应器→检测→尾气处理
若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）．为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是______．
（2）在汽车的排气管上安装“催化转化器”（用铂、钯合金作催化剂），它的作用是使CO、NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧．
①写出CO与NO反应的化学方程式：
2CO+2NO
N2+2CO2
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2CO+2NO
N2+2CO2
，该反应作氧化剂的物质是______．
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②用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H2
若1mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则△H2=______．
（3）①有人认为：该研究可以使氨的合成反应，在铁催化剂表面进行时的效率大大提高，从而使原料的转化率大大提高．请你应用化学基本理论对此观点进行评价：______．
②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3，当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：2时，其催化活性最高，以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应：2Fe2O3十C
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赞 很真实 春芽
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解题思路：（1）催化剂不同催化效果不同，可将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同），测量并记录的溶液显色的时间；
（2）①CO、NO和氧气反应生成了CO2和N2，据此写出反应的化学方程式，然后判断氧化剂；
②写出CH4还原NO2至N2的热化学方程式，然后结合CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1=-574kJ•mol-1反应，求算出△H2；
（3）①催化剂只能加快反应速度，不能改变化学平衡；
②先根据题干信息计算出参加被还原成氧化亚铁的氧化铁的质量，再根据反应方程式2Fe2O3十C
4FeO十CO2↑计算出需要加入碳粉的质量．
（2）①CO、NO和氧气反应生成了CO2和N2，据此写出反应的化学方程式，然后判断氧化剂；
②写出CH4还原NO2至N2的热化学方程式，然后结合CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1=-574kJ•mol-1反应，求算出△H2；
（3）①催化剂只能加快反应速度，不能改变化学平衡；
②先根据题干信息计算出参加被还原成氧化亚铁的氧化铁的质量，再根据反应方程式2Fe2O3十C
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I（1）溶液显色的时间不同，说明催化剂的催化效果不同，需要测量并记录溶液显色所需要的时间，
故答案为：溶液显色所需要的时间；
（2）①根据图示，CO、NO和氧气反应生成了CO2和N2，反应的化学方程式为：2NO+O2+4CO4CO2+N2，该反应中一氧化氮被还原生成氮气，NO为氧化剂，
故答案为：2CO+2NO
催化剂
.
N2+2CO2；NO；
②1molCH4还原NO2至N2，热化学方程式是：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H3=-867kJ•mol-1；结合热化学方程式CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1=-574kJ•mol-1，可以得出：CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H2=-1160 kJ•mol-1；
故答案为：-1160 kJ•mol-1；
（3）①该研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡发生移动，
故答案为：该研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡发生移动；
②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3，当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：2时，FeO与Fe2O3的物质的量之比为1：1，即氧化铁中与碳粉反应生成氧化亚铁的铁元素为氧化铁中铁元素的[1/3]，480g氧化铁中被还原生成氧化亚铁的质量为：480g×[1/3]=160g，
根据反应2Fe2O3十C
△
.
4FeO十CO2↑可知，
320 12
160gm
需要加入的碳粉的质量为：320m=160×12，
解得：m=6g，
即：为制得这种活性最高的催化剂，应向480g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为6g，
故答案为：6．
点评：
本题考点： 探究浓度、催化剂对化学平衡的影响；化学方程式的有关计算；有关反应热的计算；探究化学反应机理．
考点点评： 本题考查了催化剂对化学平衡的影响、化学反应速率的影响及化学实验方案的评价，题目难度中等，注意明确催化剂对化学反应速率、化学平衡的影响，正确解读题目给出的信息是解决信息性题目的关键，要善于从信息中捕捉最有效的信息用来处理问题．
1年前
8
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