Question

【題目】催化劑是化工技術的核心，絕大多數的化工生產需采用催化工藝。

（1）新的研究表明，可以將CO2轉化為炭黑進行回收利用，反應原理如圖所示。

①整個過程中FeO的作用是_________。

②寫出CO2轉化為炭黑的總反應方程式_________。

（2）已知反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反應容器中投料，在不同溫度下分別達平衡時，混合氣中NH3的質量分數隨壓強變化的曲線如圖所示：

①下列說法正確的是_________。（填字母）

a．曲線a、b、c對應的溫度是由低到高

b．加入催化劑能加快化學反應速率和提高H2的轉化率

c．圖中Q、M、N點的平衡常數：K(N) ＞ K(Q) = K(M)

②M點對應H2的轉化率是_________。

③2007年化學家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應過程，示意圖如下：

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

（3）有機反應中也常用到催化劑。某反應原理可以用下圖表示，寫出此反應的化學方程式_________。

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分子中化學鍵斷裂

【解析】(1).由圖像知①整個過程中FeO的作用是催化劑。

②CO2轉化為炭黑的總反應方程式：CO2 C + O2。

（2）①因為正反應是放熱反應, 相同壓強下,投料相同升高溫度平衡逆向移動,氨氣的含量減小,而a點氨的體積分數最大,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反應速率但不能改變平衡移動，所以提高H2的轉化率是錯的，故b錯；c、K只受溫度影響,溫度不變平衡常數不變,所以K(Q)=K(N),正反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,平衡常數減小,Q點的溫度低于N,所以K(Q)>K(N),故錯誤。答案：a。
②根據反應
起始量(mol) 13 0
轉化量（mol） a3a2a
平衡量（mol） 1-a3-3a 2a
根據題意有M點氨氣的質量分數為60。所以有(2a/ =60 a=0.6mol

M點對應H2的轉化率是(0.6=60

③由e表示生成的NH3離開催化劑表面，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分子中化學鍵斷裂。

（3）由圖可知有機反應中催化劑反應原理化學方程式為