2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家哈德?埃特尔.以表彰他在表面化学研究领域做出的开拓性贡献．表面化学领域的研究可以帮助我们了解众多纷杂的化学过程.如钢铁为何会生锈.燃料电池如何作用以及某些反应的催化剂是如何发挥其功能的.甚至可以解释臭氧层的消耗等．(1)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下.按下列流程探究不同催� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家哈德?埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域做出的开拓性贡献．表面化学领域的研究可以帮助我们了解众多纷杂的化学过程，如钢铁为何会生锈，燃料电池如何作用以及某些反应的催化剂是如何发挥其功能的，甚至可以解释臭氧层的消耗等．
（1）某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH₃还原NO反应的催化性能．

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装有不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积和浓度均相同）．为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是

．
（2）有人认为：该项研究可能使氨的合成反应在铁催化剂表面进行时效率大大提高，从而使原料利用率大大提高．请你应用化学基本理论对此观点进行评价：

．
（3）合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成份是FeO、Fe₂O₃，当催化剂中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为1：2时，其催化活性最大，以Fe₂O₃为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量的炭粉，发生反应如下：2Fe₂O₃+C=4FeO+CO₂↑．为制得这种活性最大的催化剂，应向960g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的质量是

．

考点：探究浓度、催化剂对化学平衡的影响,化学平衡的调控作用

专题：计算题,化学平衡专题

分析：（1）催化剂不同催化效果不同，可将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同），测量并记录的溶液显色的时间；
（2）催化剂只能加快反应速度，不能改变化学平衡；
（3）先根据题干信息计算出参加被还原成氧化亚铁的氧化铁的质量，再根据反应方程式2Fe₂O₃十C

△

4FeO十CO₂↑计算出需要加入碳粉的质量．

解答： 解：（1）溶液显色的时间不同，说明催化剂的催化效果不同；
故答案为：溶液显色所需要的时间；
（2）该研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡发生移动；
故答案为：该项实验研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡移动，因而其原料的利用率不可能大大提高；
（3）合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe₂O₃，当催化剂中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为1：2时，FeO与Fe₂O₃的物质的量之比为1：1，即氧化铁中与碳粉反应生成氧化亚铁的铁元素为氧化铁中铁元素的

，480g氧化铁中被还原生成氧化亚铁的质量为：960g×

=320g，
根据反应2Fe₂O₃十C

△

4FeO十CO₂↑可知，
320 12
320g m
需要加入的碳粉的质量为：320m=320×12，
解得：m=12g．
故答案为：12g．

点评：本题考查了催化剂对化学平衡的影响、化学反应速率的影响及化学实验方案的评价，题目难度中等，注意明确催化剂对化学反应速率、化学平衡的影响，正确解读题目给出的信息是解决信息性题目的关键，要善于从信息中捕捉最有效的信息用来处理问题．

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实验编号	m（KClO₃）/g	m（MnO₂）/g	m（CuO）/g	回收催化剂质量/g
①	0.6000	--	--	--
②	a	0.2000	--	0.1950
③	b	--	c	0.1900

．
（3）本实验中为了比较CuO和MnO₂对氯酸钾分解的催化能力，还需测量的数据是：

．
（4）实验中为了更准确地说明CuO和MnO₂对氯酸钾分解的催化能力，还应保持反应的温度相同，如果该实验是在你校的实验室进行，你将如何操作以保证反应温度相同

．
（5）从反应残留物中回收催化剂，并称量其质量，目的是

．

某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究，过程如下．
实验Ⅰ：
（1）取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、pH相同的盐酸、稀硫酸反应，随反应进行，盐酸中生成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快，对此原因，你认为合理的猜测是下列的

（填写相应的字母）．
a．盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度 b．Cl^-能促进此反应的进行
c．SO₄^2-能抑制此反应的进行 d．硫酸使铝发生钝化
（2）为了探究反应速率不同的原因，请你根据所提供的药品，填写实验方案中的空白部分．
药品：氯化铝固体、硫酸铝固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、，18.4mol/L硫酸、5mol/L硝酸．
方案：取两支试管，首先同时分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的

（填写相应的试剂，下同），然后再向其中的一支试管中加入适量的

固体并振荡使固体溶解，观察实验现象．
实验探究：略．
实验Ⅱ：
取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应，待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量，剩余铝丝的质量关系是前者

后者（填“大于”或“小于”或“等于”）；观察反应后的液体，发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的，试管底部有少量黑色沉淀，对此现象，同学们进行了如下探究：
（1）提出猜想
同学们查找资料后获得如下信息：工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的，所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质，据此，同学们提出如下猜想：
猜想1：此黑色固体是铁单质，可能是电解得到的铝与杂质反应生成的，相应的化学反应方程式为

；
猜想2：此黑色固体是硅单质，是电解得到的铝与二氧化硅反应生成的；
猜想3：此黑色固体是铝单质，是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分散到溶液中；
猜想4：此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混合物．
（2）设计实验方案并完成相关实验：
为了探究少量黑色沉淀的成分，将反应后所得的液体进行

、

（填基本操作），分别取少量固体置于两支试管中，完成下列实验：
①向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸，观察固体是否溶解．实验时发现固体完全溶解，证明猜想

一定不正确（填“1”、“2”、“3”、“4”）．
②向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液，观察固体是否溶解．实验时发现固体完全溶解，证明猜想

一定不正确（填“1”、“2”、“3”、“4”）．
（3）得出结论
综合实验①②的现象，可推知猜想

（填“1”、“2”、“3”、“4”）是正确的，固体溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式为：

．

在某温度下，物质（t-BuNO）₂在正庚烷或CCl₄溶剂中均可以发生反应：（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）．该温度下该反应在CCl₄溶剂中的平衡常数为1.4．
（1）向1L正庚烷中加入0.50mol（t-BuNO）₂，10min时反应达平衡，此时（t-BuNO）₂的平衡转化率为60%（假设反应过程中溶液体积始终为1L）．反应在前10min内的平均速率为ν（t-BuNO）=

．列式计算上述反应的平衡常数K=

．
（2）有关反应：（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）的叙述正确的是

A．压强越大，反应物的转化率越大B．温度升高，该平衡一定向右移动C．溶剂不同，平衡常数K值不同
（3）通过比色分析得到40℃时（t-BuNO）₂和（t-BuNO）浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示，请在同一图中绘出（t-BuNO）₂和（t-BuNO）浓度随时间的变化曲线．

时间（min）	0	1	3	5	7	9	11
c（t-BuNO）₂ mol/L	0.05	0.03	0.01	0.005	0.003	0.002	0.002
c（t-BuNO） mol/L	0	0.04	0.08	0.07	0.094	0.096	0.096

下列实验方案合理的是（　　）

A、配制50 g质量分数为5% NaCl溶液：将45 mL水加入到盛有5 g NaCl的烧杯中，搅拌溶解

B、

制备乙酸乙酯：用如图所示的实验装置

C、鉴定SO₄^2-：向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液

D、鉴别环已烯和苯：将溴的四氯化碳溶液分别滴加到少量环已烯和苯中

下列物质的分离提纯主要是利用化学性质的是（　　）

（1）图1为中学化学实验室常用的五种玻璃仪器：

根据要求，选填最合适的一种仪器编号
①盛放氯化钠固体，应选用

．
②用CCl₄萃取溴水中的溴后，将水层与有机层分离，应选用

．
（2）实验室可利用如图2装置进行多个实验．
①X为SO₂气体，Y为品红溶液，该实验的目的是验证二氧化硫具有

性．
②检验CO气体中是否混有少量CO₂．X为待测气体，Y可选用以下试剂中的

．（选填下列选项的编号字母）
A．NaOH溶液 B．Ca（OH）₂溶液 C．CaCl₂溶液
③制取高浓度的氯水．X为Cl₂，Y为蒸馏水．以上3个实验中，气球均起到了

的作用．

U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，U、Y在周期表中的相对位置如图1；U元素与氧元素能形成两种无色气体；W是地壳中含量最多的金属元素．
（1）元素Z在周期表中位于第

族．我国首创以W组成的金属-海水-空气电池作为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使W组成的金属不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光．
则该电源负极反应为

．

（2）YO₂气体通入BaCl₂和HNO₃的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体VO，有关反应的离子方程式为

，由此可知YO₂和VO还原性较强的是（写化学式）

．
（3）V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性．
①在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H₂O₂的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为

．
②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H＞0）并达平衡后，仅改变如表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递增的是

（选填序号）．

选项	a	b	c	d
x	温度	温度	加入H₂的物质的量	加入甲的物质的量
y	混合气体的平均相对分子质量	平衡常数K	混合气体的密度	达平衡时的甲的转化率

③向含4molV 的最高价含氧酸的稀溶液中，逐渐加入Fe粉至过量．假设生成的气体只有一种，请在图2坐标系中画出n（Fe²⁺）随n（Fe）变化的示意图．
（4）相同温度下，等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KZ和CH₃COOK溶液的两种溶液中，离子总数相比较

．
A．前者多 B．一样多 C．后者多 D．无法判断．

下列实验的现象与对应结论均正确的是（　　）

选项	操作	现象	结论
A	将浓硫酸滴到蔗糖表面	固体变黑膨胀	浓硫酸有脱水性和吸水性
B	常温下将Al片放入浓硝酸中	无明显变化	Al与浓硝酸不反应
C	将一小块Na放入无水乙醇中	产生气泡	Na能置换出醇羟基中的氢
D	将水蒸气通过灼热的铁粉	粉末变红	铁与水在高温下发生反应

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