例析有關催化劑的考核

■山東省濟南市章丘第一中學高二(5)班 溫 雅

例析有關催化劑的考核

■山東省濟南市章丘第一中學高二(5)班 溫 雅

我在學習之余分析近兩年來的高考試題和高三模擬試題,發現對催化劑的考核逐漸活躍起來,而且角度非常新穎,值得關注。現分類歸納如下,供大家參考。

題型一：催化劑與離子反應方程式書寫相結合的考核

例1過二硫酸鉀(K2S2O8)具有強氧化性,可將I-氧化為。通過改變反應途徑,Fe3+、Fe2+均可催化上述反應。試用離子方程式表示Fe3+對上述反應催化的過程：____,____(不必配平)。

分析：催化劑是能加快化學反應速率而在反應前后本身的質量和化學性質不變的物質。由于催化劑的質量及化學性質在反應前后不變,反應歷程中必定既包括有催化劑參與的反應,又包括使催化劑再生成的反應。結合題目信息,答案中必須有Fe3+的參與和Fe3+的生成兩個關鍵的反應,而且Fe3+的參與反應在先,Fe3+的生成在后。

答案：

注意：本題的關鍵是分析出應有的反應,以及反應的順序,尤其是順序不能顛倒,否則會錯。這也是本題考核的另一目的。

題型二：催化劑與化學平衡移動相結合的考核

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生成甲醇(催化劑為CH3OH(g)。據研究,反應過程中起催化作用的為Cu2O,反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是____(用化學方程式表示)。

分析：本題的審題點在于“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”這一點,否則,會失分。另外,作為催化劑Cu2O必是先參與反應而后生成,即反應物中有Cu2O,可逆后的“生成物”中也有Cu2O,結合題目信息“CO(g)+”可得出答案。

答案：

題型三：催化劑與工業生產相結合的考核

例3鐵的氧化物有多種用途,請解答下面有關問題：合成氨工業中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3。已知當催化劑中Fe2+和Fe3+的物質的量之比為1∶2時,其催化活性最高。某化學小組試圖以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：。實驗教師提供了12g炭粉。請你計算,若要制取這種活性最高的催化劑,加入的Fe2O3的質量為____g。

分析：當催化劑中Fe2+和Fe3+的物質的量之比為1∶2時,其催化活性最高,意味著FeO、Fe2O3的物質的量之比為1∶1,也即：和12g炭粉反應剩余的Fe2O3和反應生成的FeO的物質的量之比為1∶1。因為12g炭粉完全反應得到4 molFeO,那么,剩余Fe2O3也為4 mol,加上反應消耗的2molFe2O3,則共需要6molFe2O3,即960g。

答案：960

題型四：催化原理的簡單考核

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

A.Z是催化劑,M是中間產物

B.X是催化劑,化學方程式為M+Y══N

C.X是催化劑,化學方程式為2M+Y══2N

D.無法判斷催化劑和中間產物

分析：根據催化劑的工作特點,將第一步和第二步合并可得總化學方程式2M+Y══2N,發現X“消失”,答案也就出來了。

答案：C

(責任編輯 謝啟剛)