Question

【题目】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。

Ⅰ．（1）催化剂的选择性指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较，实质上是反应系统中目的反应与副反应之间反应速度竞争的表现。如图所示为一定条件下与发生反应时，生成、或的能量变化图[反应物和生成物略去]。在有催化剂作用下，与反应主要生成____（选填“或或”）。

（2）2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家哈德·埃特尔，他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。埃特尔研究的氮气和氢气分子在固体催化剂表面发生的部分变化过程如图所示：

①下列说法不正确的是_________。

A.升高温度可以提高一段时间内的生产效率

B．图示中的②→③以及后面几个过程均是放热过程

C．此图示中存在键断裂和键断裂，以及键的形成过程

②合成氨工业中，原料气（、及少量、的混合气）在进入合成塔前常用（醋酸二氨合亚铜，代表醋酸根）溶液来吸收原料气中的，其反应是：，生产中必须除去原料气中的原因是_________；溶液吸收原料气中的的生产适宜条件应是____________。

Ⅱ．氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，存在较多蓝、绿藻类的酸性水体中存在如有图所示的氮循环，请回答相关问题。

（3）硝化过程的方程式是，恒温时在亚硝酸菌的作用下发生该反应，能说明体系达到平衡状态的是____（填标号）。

A．溶液的不再改变

B．的消耗速率和的生成速率相等

C．溶液中、、的总物质的量保持不变

实验测得在其它条件一定时，硝化反应的速率随温度变化曲线如下图A所示，温度高于35℃时反应速率迅速下降的原因可能是__________________。

（4）亚硝酸盐含量过高对人和动植物都会造成直接或间接的危害，因此要对亚硝酸盐含量过高的废水进行处理。处理亚硝酸盐的方法之一是用次氯酸钠将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，反应方程式是。在25℃和35℃下，分别向初始浓度为的溶液中按不同的投料比加入次氯酸钠固体（忽略溶液体积的变化），平衡时的去除率和温度、投料比的关系如上图B所示，a、b、c、d四点的转化率由小到大的顺序是______，35℃时该反应的平衡常数______（保留三位有效数字）。

Answer 1

【答案】 C 防止使催化剂中毒 高压、低温 A 温度过高使亚硝酸菌失去活性 d、c、b、a 2.67

【解析】

根据催化剂能降低反应的活化能，加快反应判断；根据化学反应的本质是反应物化学键断裂、生成物中化学键形成判断；结合催化剂的催化效率与温度有关解题；NH4+硝化过程的方程式是2NH4++3O22HNO3+2H2O+2H+，恒温时在亚硝酸菌的作用下发生该反应，能说明体系达到平衡状态的是正逆反应速率相同，个组分含量和浓度保持不变，温度高于35℃时反应速率迅速下降，说明催化剂亚硝酸菌失去生理活性；结合平衡常数的公式计算。

Ⅰ．(1)根据图象可以看出转化成甲醛时活化能最低，使用催化剂时主要产物为HCHO；

(2)①A．反应未达到平衡时，升高温度，可促进反应的进行，加快反应速率，可以提高一段时间内NH3的生产效率，故A正确；

B．图①→②为化学键的断裂过程，为吸热过程，图②→③为化学键的形成过程，为放热过程，后面是化学键形成过程为放热过程，故B正确；

C．图中分析可知包含反应物氮气化学键断裂，存在三键的断裂，N-H键的形成，不包含H-H键的断裂，故C错误；

故答案为C；

②生产中必须除去原料气中CO的原因是：防止CO使催化剂中毒，Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]AcCO△H＜0，反应为气体体积减小的放热反应，Cu(NH3)2Ac溶液吸收原料气中的CO的生产适宜条件应是：高压、低温，平衡正向进行；

(3)NH4+硝化过程的方程式是2NH4++3O22HNO3+2H2O+2H+，恒温时在亚硝酸菌的作用下发生该反应，能说明体系达到平衡状态的条件是正逆反应速率相同，个组分含量保持不变；

A．溶液的pH不再改变，说明微粒难度保持不变，说明反应达到平衡状态，故A正确；

B．速率之比等于化学方程式计量数之比，NH4+的消耗速率和H+的生成速率相等，只能说明平衡正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；

C．元素守恒，溶液中NH4+、NH3H2O、HNO3、NO2-的总物质的量始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；

故答案为：A；

实验测得在其它条件一定时，NH4+硝化反应的速率随温度变化曲线如图A所示，温度高于35℃时反应速率迅速下降的原因可能是：温度过高使亚硝酸菌失去活性；

(4)处理亚硝酸盐的方法之一是用次氯酸钠将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，反应方程式是ClO-+NO2-═NO3-+Cl-．在25℃和35℃下，分别向NO2-初始浓度为5×10-3mol/L的溶液中按不同的投料比加入次氯酸钠固体(忽略溶液体积的变化)，35°C平衡时NO2-的去除率80%，消耗NO2-的物质的量浓度=5×10-3mol/L×80%=0.004mol/L，投料比为2，则n(ClO-)=10-2mol/L，ab为相同温度下，cd为相同温度下，比值越大，ClO-的转化率越小，则a、b、c、d四点ClO-的转化率由小到大的顺序是dcba；35℃时该反应：

此温度下的平衡常数K==2.67。