Question

【题目】催化剂是在化学反应前后质量和化学性质不变的物质，研究表明催化剂有吸附和解吸过程。

(1)铁通过对N2、H2吸附和解吸可作为合成氨的固体催化剂。若用分别表示N2、H2、NH3和固体催化剂,则在固体催化剂表面合成氨的过程可用图1表示：

①吸附后，能量状态最低的是________________(填字母序号)。

②由上述原理，在铁表面进行NH3的分解实验，发现分解速率与浓度关系如图2。从吸附和解吸过程分析，c0前速率增加的原因可能是____________________；c0后速率降低的原因可能是_______________________________________________。

(2)二氧化锰可以作为过氧化氢分解的催化剂，请写出在酸性条件下二氧化锰参与过氧化氢分解的离子反应方程式____________________、___________________。

(3)将等物质的量的N2、H2放入一密闭容器中发生反应，达到平衡后，N2的体积分数为_______。

Answer 1

【答案】 C 随着气相NH3浓度的增加，催化剂的吸附率升高，固相NH3浓度增加，NH3的分解速率加快 催化剂吸附达到饱和，同时不利于解吸，NH3的分解速率降低 MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑ Mn2++H2O2=MnO2↓+2H+ 50%

【解析】

（1）①由于化学键的断裂要吸收能量，故活化状态B的能量高于初始状态A的能量，而此反应为放热反应，故初始状态A的能量高于末态C的能量，故C的能量最低；

②c0前氨的浓度增加，导致反应速率加快；c0后由于氨分子浓度太大阻碍N2和H2的解吸，故反应速率减慢；

（2）二氧化锰有氧化性，将过氧化氢氧化生成氧气，生成的锰离子又3被过氧化氢氧化到+4价的二氧化锰，所以反应为MnO2+H2O2+2H+＝Mn2++2H2O+O2↑、Mn2++H2O2=MnO2↓+2H+；

（3）设氮气、氢气的初始量为1mol，反应氮气的物质的量xmol，则

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol）1 1 0

转化量（mol）x 3x 2x

平衡量（mol）1-x 1-3x 2x

则N2的体积分数为。