例析有关催化剂的考核

■山东省济南市章丘第一中学高二(5)班 温 雅

例析有关催化剂的考核

■山东省济南市章丘第一中学高二(5)班 温 雅

我在学习之余分析近两年来的高考试题和高三模拟试题,发现对催化剂的考核逐渐活跃起来,而且角度非常新颖,值得关注。现分类归纳如下,供大家参考。

题型一：催化剂与离子反应方程式书写相结合的考核

例1过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为。通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程：____,____(不必配平)。

分析：催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变,反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应,又包括使催化剂再生成的反应。结合题目信息,答案中必须有Fe3+的参与和Fe3+的生成两个关键的反应,而且Fe3+的参与反应在先,Fe3+的生成在后。

答案：

注意：本题的关键是分析出应有的反应,以及反应的顺序,尤其是顺序不能颠倒,否则会错。这也是本题考核的另一目的。

题型二：催化剂与化学平衡移动相结合的考核

例2 一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为CH3OH(g)。据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是____(用化学方程式表示)。

分析：本题的审题点在于“有利于维持催化剂Cu2O的量不变”,从题意中要分析出“是一可逆反应”这一点,否则,会失分。另外,作为催化剂Cu2O必是先参与反应而后生成,即反应物中有Cu2O,可逆后的“生成物”中也有Cu2O,结合题目信息“CO(g)+”可得出答案。

答案：

题型三：催化剂与工业生产相结合的考核

例3铁的氧化物有多种用途,请解答下面有关问题：合成氨工业中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。已知当催化剂中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化活性最高。某化学小组试图以Fe2O3为原料制备该催化剂,方法之一是向其中加入炭粉高温反应：。实验教师提供了12g炭粉。请你计算,若要制取这种活性最高的催化剂,加入的Fe2O3的质量为____g。

分析：当催化剂中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化活性最高,意味着FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,也即：和12g炭粉反应剩余的Fe2O3和反应生成的FeO的物质的量之比为1∶1。因为12g炭粉完全反应得到4 molFeO,那么,剩余Fe2O3也为4 mol,加上反应消耗的2molFe2O3,则共需要6molFe2O3,即960g。

答案：960

题型四：催化原理的简单考核

例4某反应在催化剂的作用下,按下列方式进行：第一步,2X+Y══2Z;第二步,Z+M══X+N。则下列说法正确的是( )。

A.Z是催化剂,M是中间产物

B.X是催化剂,化学方程式为M+Y══N

C.X是催化剂,化学方程式为2M+Y══2N

D.无法判断催化剂和中间产物

分析：根据催化剂的工作特点,将第一步和第二步合并可得总化学方程式2M+Y══2N,发现X“消失”,答案也就出来了。

答案：C

(责任编辑 谢启刚)