Question

【題目】催化劑是在化學反應前后質量和化學性質不變的物質，研究表明催化劑有吸附和解吸過程。

(1)鐵通過對N2、H2吸附和解吸可作為合成氨的固體催化劑。若用分別表示N2、H2、NH3和固體催化劑,則在固體催化劑表面合成氨的過程可用圖1表示：

①吸附后，能量狀態最低的是________________(填字母序號)。

②由上述原理，在鐵表面進行NH3的分解實驗，發現分解速率與濃度關系如圖2。從吸附和解吸過程分析，c0前速率增加的原因可能是____________________；c0后速率降低的原因可能是_______________________________________________。

(2)二氧化錳可以作為過氧化氫分解的催化劑，請寫出在酸性條件下二氧化錳參與過氧化氫分解的離子反應方程式____________________、___________________。

(3)將等物質的量的N2、H2放入一密閉容器中發生反應，達到平衡后，N2的體積分數為_______。

Answer 1

【答案】 C 隨著氣相NH3濃度的增加，催化劑的吸附率升高，固相NH3濃度增加，NH3的分解速率加快 催化劑吸附達到飽和，同時不利于解吸，NH3的分解速率降低 MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑ Mn2++H2O2=MnO2↓+2H+ 50%

【解析】

（1）①由于化學鍵的斷裂要吸收能量，故活化狀態B的能量高于初始狀態A的能量，而此反應為放熱反應，故初始狀態A的能量高于末態C的能量，故C的能量最低；

②c0前氨的濃度增加，導致反應速率加快；c0后由于氨分子濃度太大阻礙N2和H2的解吸，故反應速率減慢；

（2）二氧化錳有氧化性，將過氧化氫氧化生成氧氣，生成的錳離子又3被過氧化氫氧化到+4價的二氧化錳，所以反應為MnO2+H2O2+2H+＝Mn2++2H2O+O2↑、Mn2++H2O2=MnO2↓+2H+；

（3）設氮氣、氫氣的初始量為1mol，反應氮氣的物質的量xmol，則

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol）1 1 0

轉化量（mol）x 3x 2x

平衡量（mol）1-x 1-3x 2x

則N2的體積分數為。