Question

【題目】催化劑是化工技術(shù)的核心，絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)需采用催化工藝。

（1）新的研究表明，可以將CO2轉(zhuǎn)化為炭黑進(jìn)行回收利用，反應(yīng)原理如圖所示。

①整個(gè)過(guò)程中FeO的作用是_________。

②寫(xiě)出CO2轉(zhuǎn)化為炭黑的總反應(yīng)方程式_________。

（2）已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反應(yīng)容器中投料，在不同溫度下分別達(dá)平衡時(shí)，混合氣中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示：

①下列說(shuō)法正確的是_________。（填字母）

a．曲線a、b、c對(duì)應(yīng)的溫度是由低到高

b．加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率和提高H2的轉(zhuǎn)化率

c．圖中Q、M、N點(diǎn)的平衡常數(shù)：K(N) ＞ K(Q) = K(M)

②M點(diǎn)對(duì)應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率是_________。

③2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程，示意圖如下：

、 和 分別表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3離開(kāi)催化劑表面，b和c的含義分別是_________和_________。

（3）有機(jī)反應(yīng)中也常用到催化劑。某反應(yīng)原理可以用下圖表示，寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

Answer 1

【答案】 催化劑 CO2 C + O2 a 60% N2、H2被吸附在催化劑表面 在催化劑表面，N2、H2分子中化學(xué)鍵斷裂

【解析】(1).由圖像知①整個(gè)過(guò)程中FeO的作用是催化劑。

②CO2轉(zhuǎn)化為炭黑的總反應(yīng)方程式：CO2 C + O2。

（2）①因?yàn)檎�反�?yīng)是放熱反應(yīng), 相同壓強(qiáng)下,投料相同升高溫度平衡逆向移動(dòng),氨氣的含量減小,而a點(diǎn)氨的體積分?jǐn)?shù)最大,依次知曲線溫度,cba的溫度依次降低，故a正確; b．加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率但不能改變平衡移動(dòng)，所以提高H2的轉(zhuǎn)化率是錯(cuò)的，故b錯(cuò)；c、K只受溫度影響,溫度不變平衡常數(shù)不變,所以K(Q)=K(N),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,Q點(diǎn)的溫度低于N,所以K(Q)>K(N),故錯(cuò)誤。答案：a。
②根據(jù)反應(yīng)
起始量(mol) 13 0
轉(zhuǎn)化量（mol） a3a2a
平衡量（mol） 1-a3-3a 2a
根據(jù)題意有M點(diǎn)氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60。所以有(2a/ =60 a=0.6mol

M點(diǎn)對(duì)應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率是(0.6=60

③由e表示生成的NH3離開(kāi)催化劑表面，知b的含義是N2、H2被吸附在催化劑表面。c的含義是在催化劑表面，N2、H2分子中化學(xué)鍵斷裂。

（3）由圖可知有機(jī)反應(yīng)中催化劑反應(yīng)原理化學(xué)方程式為