2．催化能改變反應(yīng)速度.本身一般參與反應(yīng)但質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變.應(yīng)了解中學(xué)里哪些反應(yīng)需用催化劑. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予理查德?�？说热豢茖W(xué)家，以表彰他們?cè)凇扳Z催化交叉偶聯(lián)”方面的研究．下面關(guān)于催化劑的說(shuō)法正確的是（　�。�

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催化劑在生產(chǎn)和科技領(lǐng)域中起著重大作用．為比較Fe3+、Cu2+和MnO2對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題．

（1）同學(xué)X觀察甲中兩支試管產(chǎn)生氣泡的快慢，由此得出Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果，其結(jié)論
不合理
不合理
（填“合理”或“不合理”），理由是
陰離子種類不同
陰離子種類不同
．
（2）同學(xué)Y利用乙裝置探究MnO2對(duì)H2O2分解的催化效果．將50mL H2O2一次性加入盛有0.10mol MnO2粉末的燒瓶中，測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)狀況下由量氣管讀出氣體的體積[V（量氣管）/mL]和時(shí)間（t/min）的關(guān)系如丙圖所示．
①b
＜
＜
（填“＜”、“＞”或“=”）90mL，原因是
由于反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小，3min～4min生成10mL氣體，那么2min～3min生成氣體的體積應(yīng)大于10mL，故b小于90mL
由于反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小，3min～4min生成10mL氣體，那么2min～3min生成氣體的體積應(yīng)大于10mL，故b小于90mL
．
②同學(xué)Y除了探究MnO2對(duì)H2O2分解速率的影響情況，還可得出
反應(yīng)物濃度
反應(yīng)物濃度
對(duì)H2O2分解速率的影響情況．
（3）催化劑能加快反應(yīng)速率，是因?yàn)樗芨淖兎磻?yīng)的路徑，使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能
降低
降低
（填“升高”“降低”“不變”）．

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某中學(xué)化學(xué)小組查閱資料發(fā)現(xiàn)金屬氧化物A也能催化氯酸鉀的分解，且A和二氧化錳的最佳催化溫度均在500 ℃左右。于是對(duì)A和二氧化錳的催化性能進(jìn)行了定量對(duì)照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)均以收滿500 mL氧氣為準(zhǔn)(其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略)。

表一  用MnO2作催化劑

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

KClO3質(zhì)量(g)

MnO2質(zhì)量(g)

反應(yīng)溫度(℃)

待測(cè)數(shù)據(jù)

1

8.00

2.00

500

 

2

8.00

2.00

500

 

表二  用A作催化劑

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

KClO3質(zhì)量(g)

A質(zhì)量(g)

反應(yīng)溫度(℃)

待測(cè)數(shù)據(jù)

1

8.00

2.00

500

 

2

8.00

2.00

500

 

請(qǐng)回答：

(1)上述實(shí)驗(yàn)中的待測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)是__________。

(2)完成此研究后，他們準(zhǔn)備發(fā)表一篇研究報(bào)告，請(qǐng)你替他們擬一個(gè)報(bào)告的題目：__________。

(3)催化劑能改變反應(yīng)速率的原因是________________________________________。

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（8分）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                         ；

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵

H－H

N≡N

鍵能/kJ·mol－1

435

943

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N-H的鍵能        kJ·mol－1

（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是：E1______，E2______(填“增大”、“減小、”“不變”)。

（4）用NH3催化還原NOX還可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH3(g)+3O2(g)  2N2(g)+6H2O(g)；△H1= akJ·mol-1

N2(g)+O2(g)   2NO(g)；△H2= bkJ/mol

若1mol NH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱△H3=     kJ/mol（用含a、b的式子表示）

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程可判斷反應(yīng)物的能量高，生成物的能量低，所以熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   △H＝－92 kJ/mol。

（2）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。

（3）催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)熱，所以E1和E2均減小。

（4）考查蓋斯定律的應(yīng)用，將已知的2個(gè)熱化學(xué)方程式疊加即得到

4NH3＋6NO=6H2O＋5N2    △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱 kJ/mol。

 

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（8分）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                          ；

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵

H－H

N≡N

鍵能/kJ·mol－1

435

943

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N-H的鍵能         kJ·mol－1

（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是：E1______，E2______(填“增大”、“減小、”“不變”)。

（4）用NH3催化還原NOX還可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH3(g)+3O2(g)  2N2(g)+6H2O(g) ；△H1= akJ·mol-1

N2(g)+O2(g)   2NO(g)；△H2= bkJ/mol

若1mol NH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱△H3=     kJ/mol（用含a、b的式子表示）

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程可判斷反應(yīng)物的能量高，生成物的能量低，所以熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   △H＝－92 kJ/mol。

（2）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435 kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。

（3）催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)熱，所以E1和E2均減小。

（4）考查蓋斯定律的應(yīng)用，將已知的2個(gè)熱化學(xué)方程式疊加即得到

4NH3＋6NO=6H2O＋5N2    △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱 kJ/mol。

 

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