Question

【題目】作為一種重要化工原料，被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國家863計(jì)劃。

(1)催化劑常具有較強(qiáng)的選擇性，即專一性。已知：

反應(yīng)I：

反應(yīng)II：

寫出NO分解生成與的熱化學(xué)方程式______。

(2)在恒溫恒容裝置中充入一定量的和，在某催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)I，測得不同時(shí)間的和，的濃度如表：

時(shí)間	0	5	10	15	20	25

則下列有關(guān)敘述中正確的是______。

A.使用催化劑時(shí)，可降低該反應(yīng)的活化能，加快其反應(yīng)速率

B.若測得容器內(nèi)時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)平衡

C.當(dāng)容器內(nèi)時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)平衡

D.前10分鐘內(nèi)的平均速率

(3)氨催化氧化時(shí)會發(fā)生上述兩個(gè)競爭反應(yīng)I、為分析某催化劑對該反應(yīng)的選擇性，在1L密閉容器中充入1mol和2mol，測得有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如圖1：

①該催化劑在低溫時(shí)選擇反應(yīng)______填“I”或“II”。

②時(shí)，的平衡常數(shù)______不要求得出計(jì)算結(jié)果，只需列出數(shù)字計(jì)算式。

③點(diǎn)比B點(diǎn)所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少的主要原因______。

(4)合成氨工業(yè)會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，工業(yè)上常用高濃度的溶液吸收，得溶液X，再利用電解法使溶液再生，其裝置如圖2所示：

①在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括______和。

②簡述在陰極區(qū)再生的原理______。

(5)制備催化劑時(shí)常產(chǎn)生一定的廢液，工業(yè)上常利用氫硫酸檢測和除去廢液中的。

已知：時(shí)，，，

①在計(jì)算溶液中的離子濃度時(shí)，涉及弱酸的電離通常要進(jìn)行近似處理。則氫硫酸的______取近似整數(shù)。

②已知，某廢液接近于中性，若加入適量的氫硫酸，當(dāng)廢液中______計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，就會產(chǎn)生CuS沉淀。

Answer 1

【答案】 AD Ⅱ 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度升高，平衡向左逆反應(yīng)移動 溶液中存在電離平衡，陰極放電使得減小導(dǎo)致的電離平衡右移，再生 4

【解析】

已知：反應(yīng)I：，反應(yīng) II：，根據(jù)蓋斯定律，由ⅡⅠ可得，據(jù)此可計(jì)算并寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

催化劑改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)活化能；

B.不同物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

C.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變；

D.據(jù)此進(jìn)行計(jì)算；

根據(jù)生成物氮?dú)狻?/span>NO的物質(zhì)的量判斷催化劑對反應(yīng)的選擇性；

平衡時(shí)，利用方程式計(jì)算兩個(gè)反應(yīng)消耗的氨氣、氧氣物質(zhì)的量以及生成的水的物質(zhì)的量，可以計(jì)算平衡時(shí)氨氣與氧氣物質(zhì)的量，由于容器體積為1L，利用物質(zhì)的量代替濃度帶入計(jì)算；

的溫度較高，抑制平衡正向移動；

陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，為失電子的反應(yīng)，考慮到溶液為堿性介質(zhì)，則為放電生成和，據(jù)此寫出陽極的電極反應(yīng)式；

在陰極區(qū)再生，考慮存在電離平衡，產(chǎn)生和，在陰極放電使溶液減小，促使的電離平衡右移產(chǎn)生更多的；

氫硫酸是二元弱酸，其一級電離是主要的，，，由此計(jì)算及溶液的pH；

溶液中為，根據(jù)，計(jì)算。

依據(jù)蓋斯定律，結(jié)合反應(yīng)I：，反應(yīng) II：，由ⅡⅠ可得，則 ，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 ；

．加入催化劑，改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能，增加了活化分子百分?jǐn)?shù)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，故A正確；

B．對于反應(yīng)，應(yīng)是 時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，因平衡常數(shù)未知，則不能確定是否平衡，故 C錯(cuò)誤；

D．，，據(jù)方程式和NO前系數(shù)相等，則反應(yīng)速率也相等，故，故D正確；

故答案為：AD；

由圖可知，該催化劑在高溫時(shí)，生成的NO物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于氮?dú)獾�，故該催化劑在高溫下選擇反應(yīng)I，低溫時(shí)選擇反應(yīng)II；

在 1L密閉容器中充入 和 ，平衡時(shí)，則：在 中變化的物質(zhì)的量依次是：0.2、0.25、0.2、03；在 中變化的物質(zhì)的量依次是：0.4、0.3、0.2、06；故平衡時(shí)，，，，由于容器體積為1L，利用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)；

正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動，則C的溫度較高，抑制平衡正向移動，NO的物質(zhì)的量較少；

陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，為失電子的反應(yīng)，考慮到溶液為堿性介質(zhì)，則為放電生成和，則陽極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)有：；

在陰極區(qū)再生，考慮存在電離平衡，產(chǎn)生和，在陰極放電使溶液減小，促使的電離平衡右移產(chǎn)生更多的，因此在陰極區(qū)再生的原理可以認(rèn)為是：溶液中存在電離平衡，陰極放電使得減小導(dǎo)致的電離平衡右移，再生；

氫硫酸是二元弱酸，其一級電離是主要的，，設(shè)，則，解得，及溶液的；

溶液中為，根據(jù)，可知。