■山東省濟(jì)南市章丘第一中學(xué)高二(5)班 溫 雅

例析有關(guān)催化劑的考核

■山東省濟(jì)南市章丘第一中學(xué)高二(5)班 溫 雅

我在學(xué)習(xí)之余分析近兩年來(lái)的高考試題和高三模擬試題,發(fā)現(xiàn)對(duì)催化劑的考核逐漸活躍起來(lái),而且角度非常新穎,值得關(guān)注?，F(xiàn)分類歸納如下,供大家參考。

題型一：催化劑與離子反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)相結(jié)合的考核

例1過(guò)二硫酸鉀(K2S2O8)具有強(qiáng)氧化性,可將I-氧化為。通過(guò)改變反應(yīng)途徑,Fe3+、Fe2+均可催化上述反應(yīng)。試用離子方程式表示Fe3+對(duì)上述反應(yīng)催化的過(guò)程：____,____(不必配平)。

分析：催化劑是能加快化學(xué)反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)。由于催化劑的質(zhì)量及化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變,反應(yīng)歷程中必定既包括有催化劑參與的反應(yīng),又包括使催化劑再生成的反應(yīng)。結(jié)合題目信息,答案中必須有Fe3+的參與和Fe3+的生成兩個(gè)關(guān)鍵的反應(yīng),而且Fe3+的參與反應(yīng)在先,Fe3+的生成在后。

答案：

注意：本題的關(guān)鍵是分析出應(yīng)有的反應(yīng),以及反應(yīng)的順序,尤其是順序不能顛倒,否則會(huì)錯(cuò)。這也是本題考核的另一目的。

題型二：催化劑與化學(xué)平衡移動(dòng)相結(jié)合的考核

例2 一定條件下,在體積為3L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為CH3OH(g)。據(jù)研究,反應(yīng)過(guò)程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是____(用化學(xué)方程式表示)。

分析：本題的審題點(diǎn)在于“有利于維持催化劑Cu2O的量不變”,從題意中要分析出“是一可逆反應(yīng)”這一點(diǎn),否則,會(huì)失分。另外,作為催化劑Cu2O必是先參與反應(yīng)而后生成,即反應(yīng)物中有Cu2O,可逆后的“生成物”中也有Cu2O,結(jié)合題目信息“CO(g)+”可得出答案。

答案：

題型三：催化劑與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的考核

例3鐵的氧化物有多種用途,請(qǐng)解答下面有關(guān)問(wèn)題：合成氨工業(yè)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3。已知當(dāng)催化劑中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí),其催化活性最高。某化學(xué)小組試圖以Fe2O3為原料制備該催化劑,方法之一是向其中加入炭粉高溫反應(yīng)：。實(shí)驗(yàn)教師提供了12g炭粉。請(qǐng)你計(jì)算,若要制取這種活性最高的催化劑,加入的Fe2O3的質(zhì)量為_(kāi)___g。

分析：當(dāng)催化劑中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí),其催化活性最高,意味著FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1,也即：和12g炭粉反應(yīng)剩余的Fe2O3和反應(yīng)生成的FeO的物質(zhì)的量之比為1∶1。因?yàn)?2g炭粉完全反應(yīng)得到4 molFeO,那么,剩余Fe2O3也為4 mol,加上反應(yīng)消耗的2molFe2O3,則共需要6molFe2O3,即960g。

答案：960

題型四：催化原理的簡(jiǎn)單考核

例4某反應(yīng)在催化劑的作用下,按下列方式進(jìn)行：第一步,2X+Y══2Z;第二步,Z+M══X+N。則下列說(shuō)法正確的是( )。

A.Z是催化劑,M是中間產(chǎn)物

B.X是催化劑,化學(xué)方程式為M+Y══N

C.X是催化劑,化學(xué)方程式為2M+Y══2N

D.無(wú)法判斷催化劑和中間產(chǎn)物

分析：根據(jù)催化劑的工作特點(diǎn),將第一步和第二步合并可得總化學(xué)方程式2M+Y══2N,發(fā)現(xiàn)X“消失”,答案也就出來(lái)了。

答案：C

(責(zé)任編輯 謝啟剛)