Question

【題目】作為一種重要化工原料，被大量應用于工業生產，與其有關性質反應的催化劑研究曾被列入國家863計劃。

(1)催化劑常具有較強的選擇性，即專一性。已知：

反應I：

反應II：

寫出NO分解生成與的熱化學方程式______。

(2)在恒溫恒容裝置中充入一定量的和，在某催化劑的作用下進行反應I，測得不同時間的和，的濃度如表：

時間	0	5	10	15	20	25

則下列有關敘述中正確的是______。

A.使用催化劑時，可降低該反應的活化能，加快其反應速率

B.若測得容器內時，說明反應已達平衡

C.當容器內時，說明反應已達平衡

D.前10分鐘內的平均速率

(3)氨催化氧化時會發生上述兩個競爭反應I、為分析某催化劑對該反應的選擇性，在1L密閉容器中充入1mol和2mol，測得有關物質的量關系如圖1：

①該催化劑在低溫時選擇反應______填“I”或“II”。

②時，的平衡常數______不要求得出計算結果，只需列出數字計算式。

③點比B點所產生的NO的物質的量少的主要原因______。

(4)合成氨工業會產生大量副產物，工業上常用高濃度的溶液吸收，得溶液X，再利用電解法使溶液再生，其裝置如圖2所示：

①在陽極區發生的反應包括______和。

②簡述在陰極區再生的原理______。

(5)制備催化劑時常產生一定的廢液，工業上常利用氫硫酸檢測和除去廢液中的。

已知：時，，，

①在計算溶液中的離子濃度時，涉及弱酸的電離通常要進行近似處理。則氫硫酸的______取近似整數。

②已知，某廢液接近于中性，若加入適量的氫硫酸，當廢液中______計算結果保留兩位有效數字，就會產生CuS沉淀。

Answer 1

【答案】 AD Ⅱ 該反應為放熱反應，當溫度升高，平衡向左逆反應移動 溶液中存在電離平衡，陰極放電使得減小導致的電離平衡右移，再生 4

【解析】

已知：反應I：，反應 II：，根據蓋斯定律，由ⅡⅠ可得，據此可計算并寫出此反應的熱化學方程式；

催化劑改變反應途徑，降低反應活化能；

B.不同物質表示的正、逆反應速率之比等于化學計量數之比時，反應達到平衡狀態；

C.當反應達到平衡狀態時，正、逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變；

D.據此進行計算；

根據生成物氮氣、NO的物質的量判斷催化劑對反應的選擇性；

平衡時，利用方程式計算兩個反應消耗的氨氣、氧氣物質的量以及生成的水的物質的量，可以計算平衡時氨氣與氧氣物質的量，由于容器體積為1L，利用物質的量代替濃度帶入計算；

的溫度較高，抑制平衡正向移動；

陽極區發生的反應為氧化反應，為失電子的反應，考慮到溶液為堿性介質，則為放電生成和，據此寫出陽極的電極反應式；

在陰極區再生，考慮存在電離平衡，產生和，在陰極放電使溶液減小，促使的電離平衡右移產生更多的；

氫硫酸是二元弱酸，其一級電離是主要的，，，由此計算及溶液的pH；

溶液中為，根據，計算。

依據蓋斯定律，結合反應I：，反應 II：，由ⅡⅠ可得，則 ，此反應的熱化學方程式為 ；

．加入催化劑，改變反應途徑，降低反應的活化能，增加了活化分子百分數，化學反應速率增大，故A正確；

B．對于反應，應是 時，反應達到平衡狀態，故B錯誤；

C．當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，因平衡常數未知，則不能確定是否平衡，故 C錯誤；

D．，，據方程式和NO前系數相等，則反應速率也相等，故，故D正確；

故答案為：AD；

由圖可知，該催化劑在高溫時，生成的NO物質的量遠大于氮氣的，故該催化劑在高溫下選擇反應I，低溫時選擇反應II；

在 1L密閉容器中充入 和 ，平衡時，則：在 中變化的物質的量依次是：0.2、0.25、0.2、03；在 中變化的物質的量依次是：0.4、0.3、0.2、06；故平衡時，，，，由于容器體積為1L，利用物質的量代替濃度計算平衡常數；

正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，則C的溫度較高，抑制平衡正向移動，NO的物質的量較少；

陽極區發生的反應為氧化反應，為失電子的反應，考慮到溶液為堿性介質，則為放電生成和，則陽極區發生的電極反應有：；

在陰極區再生，考慮存在電離平衡，產生和，在陰極放電使溶液減小，促使的電離平衡右移產生更多的，因此在陰極區再生的原理可以認為是：溶液中存在電離平衡，陰極放電使得減小導致的電離平衡右移，再生；

氫硫酸是二元弱酸，其一級電離是主要的，，設，則，解得，及溶液的；

溶液中為，根據，可知。