Question

9．催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺．

（1）Co_xNi_（1-x）Fe₂O₄（其中Co、Ni均为+2价）可用作H₂O₂分解的催化剂，具有较高活性．图1表示两种不同方法制得的催化剂Co_xNi_（1-x）Fe₂O₄在10℃时催化分解6%的H₂O₂溶液的相对初始速率随x变化曲线．由图中信息可知：微波水热法制取得到的催化剂活性更高；Co²⁺、Ni²⁺两种离子中催化效果更好的是Co²⁺．
（2）H₂S热分解制氢时（2H₂S（g）=2H₂（g）+S₂（g）△H=+169.8kJ•mol^-1），常向反应容器中通入一定比例的空气，使部分H₂S燃烧，其目的是为H₂S热分解反应提供热量．
（3）在纳米钴的催化作用下，肼（N₂H₄）可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图2所示，则N₂H₄发生分解反应的化学方程式为3N₂H₄$?_{△}^{催化剂}$N₂+4NH₃；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有降低反应温度、增加压强等（写两种）．

Answer 1

分析 （1）过氧化氢的分解速率越大，催化剂活性更高；随x值越大，过氧化氢的分解速率越大，而x增大，Co²⁺的比例增大；
（2）使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量；
（3）使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，由图1得知：温度越高，肼的百分含量越低，即分解的越快，升压平衡逆向移动，所以增加压强也抑制肼的分解．

解答 解：（1）过氧化氢的分解速率越大，催化剂活性更高，根据图象可知，x相同时，微波水热法初始速度大于常规水热法，故微波水热法制得催化剂的活性更高；由图可知，随x值越大，过氧化氢的分解速率越大，而x增大，Co²⁺的比例增大，故Co²⁺的催化活性更高，故答案为：微波水热；Co²⁺；
（2）H₂S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量；故答案为：为H₂S热分解反应提供热量；
（3）使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，即肼分解生成氨气，依据元素守恒得知另外一种产物为氮气，故化学反应方程式为：3N₂H₄$?_{△}^{催化剂}$N₂+4NH₃，由图1可知，温度越高，肼的体积分数含量越低，故要抑制肼的分解，应降低反应温度，升压平衡逆向移动，所以增加压强也抑制肼的分解，
故答案为：3N₂H₄$?_{△}^{催化剂}$N₂+4NH₃；降低反应温度、增加压强等．

点评 本题考查学生对实验原理理解、方案设计的评价等，难度中等，是对知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力．