Question

【題目】I. NH3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①：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=-905.0 kJ·molˉ1

反應②：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=-1266.6 kJ·molˉ1

寫出NO分解生成N2與O2的熱化學方程式：______________________________。

（2）在恒溫恒容裝置中充入一定量的NH3和O2，在某催化劑的作用下進行反應①，測得不同時間的NH3和O2的濃度如下表：

時間（min）	0	5	10	15	20	25
C(NH3)/mol·L-1	1.00	0.36	0.12	0.08	0.072	0.072
C(O2)/mol·L-1	2.00	1.20	0.90	0.85	0.84	0.84

則下列有關敘述正確的是___________（填選項字母）。

A.使用催化劑，可加快反應速率

B.若測得容器內4v正（NH3）=6v逆（H2O）時，說明反應已達平衡

C.當容器內=1時，說明反應已達平衡

D.前10分鐘內的平均反應速率v（NO）=0.088mol·L-1·min-1

II.實驗室通常用MnO2作催化劑分解H2O2，已知CuSO4溶液對過氧化氫的分解也具有催化作用，某實驗興趣小組的同學猜想其他鹽溶液也可能在這個反應中起同樣的作用，于是他們做了以下探究。請你幫助他們完成實驗報告：

（1）實驗過程：在一支試管中加入5 mL 5%的H2O2溶液，然后滴入適量的FeCl3溶液，把帶火星的木條伸入試管。

實驗現象：__________________________________________________。

實驗結論：FeCl3溶液可以催化分解H2O2。

（2）已知FeCl3溶液在水中可解離出Fe3＋和Cl－，同學們提出以下猜想：

span>	促進H2O2分解的微粒
甲同學	H2O
乙同學	Fe3＋
丙同學	Cl－

你認為最不可能的是_______同學的猜想，理由是____________________________。

（3）同學們對余下的兩個猜想用實驗進行了探究，請你仔細分析后完成表格：

實驗過程	實驗現象	結論
向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的試管中滴入少量的 HCl，把帶火星的木條伸入試管.	無明顯現象	_______________
向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的試管中滴入少量的Fe2(SO4)3，把帶火星的木條伸入試管.	_______________	_______________

Answer 1

【答案】 2NO（g）=N2（g）+O2（g） △H=-180.8KJ·mol-1 AD 試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃 甲 過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑 起催化作用的不是Cl- 試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃 起催化作用的是Fe3+

【解析】I. （1）已知：①：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=-905.0 kJ·molˉ1，②：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=-1266.6 kJ·molˉ1，根據蓋斯定律(②－①)/2即得到NO分解生成N2與O2的熱化學方程式為2NO（g）=N2（g）+O2（g） △H=-180.8kJ·mol-1。（2）A.使用催化劑，可加快反應速率，A正確；B.4v正（NH3）=6v逆（H2O）不滿足反應速率之比是相應的化學計量數之比，反應沒有達平衡，B錯誤；C.當容器內=1時不能說明正逆反應速率相等，反應不一定已達平衡，C錯誤；D.前10分鐘內消耗氨氣是0.88mol/L，則生成NO是0.88mol/L，所以平均反應速率v（NO）=0.88mol/L÷10min＝0.088mol·L-1·min-1，D正確，答案選AD。II.（1）根據實驗結論可得知FeCl3溶液能催化H2O2分解，因此，向5%的過氧化氫溶液加入FeCl3溶液時，可以觀察到：試管中有大量的氣泡產生，伸入的帶火星的木條復燃；（2）由于過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑；（3）為檢驗Cl-向過氧化氫溶液中加入了含有Cl-的稀鹽酸，觀察到無明顯改變，說明溶液中的Cl-不能對過氧化氫分解起到催化作用；因此，可推測溶液中的Fe3+催化了過氧化氫的分解，因此另一個探究實驗應加入含有Fe3+的溶液進行，并應觀察到產生大量氣體和帶火星木條的復燃；故可加入含Fe3+的硫酸鐵溶液或硝酸鐵溶液。