Question

2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予德國科學(xué)家哈德?埃特爾，以表彰他在表面化學(xué)研究領(lǐng)域做出的開拓性貢獻(xiàn)．表面化學(xué)領(lǐng)域的研究可以幫助我們了解眾多紛雜的化學(xué)過程，如鋼鐵為何會(huì)生銹，燃料電池如何作用以及某些反應(yīng)的催化劑是如何發(fā)揮其功能的，甚至可以解釋臭氧層的消耗等．
（1）某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，按下列流程探究不同催化劑對(duì)NH₃還原NO反應(yīng)的催化性能．

若控制其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，在催化反應(yīng)器中裝有不同的催化劑，將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的體積和濃度均相同）．為比較不同催化劑的催化性能，需要測量并記錄的數(shù)據(jù)是

 

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（2）有人認(rèn)為：該項(xiàng)研究可能使氨的合成反應(yīng)在鐵催化劑表面進(jìn)行時(shí)效率大大提高，從而使原料利用率大大提高．請(qǐng)你應(yīng)用化學(xué)基本理論對(duì)此觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)：

 

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（3）合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成份是FeO、Fe₂O₃，當(dāng)催化劑中Fe²⁺與Fe³⁺的物質(zhì)的量之比為1：2時(shí)，其催化活性最大，以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量的炭粉，發(fā)生反應(yīng)如下：2Fe₂O₃+C=4FeO+CO₂↑．為制得這種活性最大的催化劑，應(yīng)向960g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的質(zhì)量是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：探究濃度、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響,化學(xué)平衡的調(diào)控作用

專題：計(jì)算題,化學(xué)平衡專題

分析：（1）催化劑不同催化效果不同，可將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的體積、濃度均相同），測量并記錄的溶液顯色的時(shí)間；
（2）催化劑只能加快反應(yīng)速度，不能改變化學(xué)平衡；
（3）先根據(jù)題干信息計(jì)算出參加被還原成氧化亞鐵的氧化鐵的質(zhì)量，再根據(jù)反應(yīng)方程式2Fe₂O₃十C

△   .

4FeO十CO₂↑計(jì)算出需要加入碳粉的質(zhì)量．

解答： 解：（1）溶液顯色的時(shí)間不同，說明催化劑的催化效果不同；
故答案為：溶液顯色所需要的時(shí)間；
（2）該研究只能提高化學(xué)反應(yīng)速率，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)；
故答案為：該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究只能提高化學(xué)反應(yīng)速率，不能使化學(xué)平衡移動(dòng)，因而其原料的利用率不可能大大提高；
（3）合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃，當(dāng)催化劑中Fe²⁺與Fe³⁺的物質(zhì)的量之比為1：2時(shí)，F(xiàn)eO與Fe₂O₃的物質(zhì)的量之比為1：1，即氧化鐵中與碳粉反應(yīng)生成氧化亞鐵的鐵元素為氧化鐵中鐵元素的

1

3

，480g氧化鐵中被還原生成氧化亞鐵的質(zhì)量為：960g×

1

3

=320g，
根據(jù)反應(yīng)2Fe₂O₃十C

△   .

4FeO十CO₂↑可知，
         320 12
         320g m
需要加入的碳粉的質(zhì)量為：320m=320×12，
解得：m=12g．
故答案為：12g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響、化學(xué)反應(yīng)速率的影響及化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)，題目難度中等，注意明確催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響，正確解讀題目給出的信息是解決信息性題目的關(guān)鍵，要善于從信息中捕捉最有效的信息用來處理問題．