Question

【題目】2007年諾貝爾化學獎授予德國科學家格哈德·埃特爾，以表彰他在表面化學研究領域作出的開拓性貢獻。

（1）某校化學研究性學習小組的同學在技術人員的指導下，按下列流程探究不同催化劑對NH3還原NO反應的催化性能。

若控制其他實驗條件均相同，在催化反應器中裝載不同的催化劑，將經催化反應后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的體積、濃度均相同）。為比較不同催化劑的催化性能，需要測量并記錄的數據是___。

（2）在汽車的排氣管上安裝“催化轉化器”(用鉑、鈀合金作催化劑)，它的作用是使CO、NO反應生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒。

①寫出CO與NO反應的化學方程式：___，該反應作氧化劑的物質是__。

②用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g)；ΔH1＝－574kJ·mol－1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)；ΔH2

若1molCH4還原NO2至N2，整個過程中放出的熱量為867kJ，則ΔH2=___。

（3）有人認為：該研究可以使氨的合成反應，在鐵催化劑表面進行時的效率大大提高，從而使原料的轉化率大大提高。請你應用化學基本理論對此觀點進行評價：___。

Answer 1

【答案】溶液顯色所需要的時間 2CO+2NON2+2CO2 NO -1160kJ·mol－1 該研究只能提高化學反應速率，不能使化學平衡發(fā)生移動

【解析】

(1)催化劑不同催化效果不同，可將經催化反應后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的體積、濃度均相同)，測量并記錄的溶液顯色的時間；
(2)①CO、NO反應生成了CO2和N2，據此寫出反應的化學方程式，然后判斷氧化劑；
②寫出CH4還原NO2至N2的熱化學方程式，然后結合CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H1=-574kJmol-1反應，求算出△H2；
(3)催化劑只能加快反應速度，不能改變化學平衡。

(1)溶液顯色的時間不同，說明催化劑的催化效果不同，需要測量并記錄溶液顯色所需要的時間；
(2)①CO和NO反應生成了CO2和N2，根據化合價變化配平該反應方程式為：2CO+2NO N2+2CO2，該反應中一氧化氮被還原生成氮氣，NO為氧化劑；
②1molCH4還原NO2至N2，熱化學方程式是：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H3=-867kJmol-1；結合熱化學方程式CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H1=-574kJmol-1，可以得出：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H2=-1160 kJmol-1；
故答案為：-1160 kJmol-1；
(3)催化劑只能加快反應速度，不能改變化學平衡，所以該研究只能提高化學反應速率，不能使化學平衡發(fā)生移動。