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 .
(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.
(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
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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.
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
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根据反应2Fe2O3十C
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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.
练习册系列答案
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