Question

2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德?埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献．（1）某

2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德?埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献．（1）某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能．NO、NH3混合气体→催化反应器→检测→尾气处理若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）．为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是______．（2）在汽车的排气管上安装“催化转化器”（用铂、钯合金作催化剂），它的作用是使CO、NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧．①写出CO与NO反应的化学方程式：______，该反应作氧化剂的物质是______．②用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1=-574kJ?mol-1CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H2若1mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则△H2=______．（3）①有人认为：该研究可以使氨的合成反应，在铁催化剂表面进行时的效率大大提高，从而使原料的转化率大大提高．请你应用化学基本理论对此观点进行评价：______．②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3，当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：2时，其催化活性最高，以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应：2Fe2O3十C △ . 4FeO十CO2↑．为制得这种活性最高的催化剂，应向480g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为______g．

Answer 1

I（1）溶液显色的时间不同，说明催化剂的催化效果不同，需要测量并记录溶液显色所需要的时间，
故答案为：溶液显色所需要的时间；
（2）①根据图示，CO、NO和氧气反应生成了CO₂和N₂，反应的化学方程式为：2NO+O₂+4CO4CO₂+N₂，该反应中一氧化氮被还原生成氮气，NO为氧化剂，
故答案为：2CO+2NO

催化剂  .

N₂+2CO₂；NO；
②1molCH₄还原NO₂至N₂，热化学方程式是：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H₃=-867kJ?mol^-1；结合热化学方程式CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H₁=-574kJ?mol^-1，可以得出：CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H₂=-1160 kJ?mol^-1；
故答案为：-1160 kJ?mol^-1；
（3）①该研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡发生移动，
故答案为：该研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡发生移动；
 ②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe₂O₃，当催化剂中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为1：2时，FeO与Fe₂O₃的物质的量之比为1：1，即氧化铁中与碳粉反应生成氧化亚铁的铁元素为氧化铁中铁元素的

1

3

，480g氧化铁中被还原生成氧化亚铁的质量为：480g×

1

3

=160g，
根据反应2Fe₂O₃十C

△   .

4FeO十CO₂↑可知，
        320    12
        160g   m
需要加入的碳粉的质量为：320m=160×12，
解得：m=6g，
即：为制得这种活性最高的催化剂，应向480g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的质量为6g，
故答案为：6．