Question

9．催化劑是化工技術(shù)的核心，絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)需采用催化工藝．

（1）Co_xNi_（1-x）Fe₂O₄（其中Co、Ni均為+2價）可用作H₂O₂分解的催化劑，具有較高活性．圖1表示兩種不同方法制得的催化劑Co_xNi_（1-x）Fe₂O₄在10℃時催化分解6%的H₂O₂溶液的相對初始速率隨x變化曲線．由圖中信息可知：微波水熱法制取得到的催化劑活性更高；Co²⁺、Ni²⁺兩種離子中催化效果更好的是Co²⁺．
（2）H₂S熱分解制氫時（2H₂S（g）=2H₂（g）+S₂（g）△H=+169.8kJ•mol^-1），常向反應(yīng)容器中通入一定比例的空氣，使部分H₂S燃燒，其目的是為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量．
（3）在納米鈷的催化作用下，肼（N₂H₄）可分解生成兩種氣體，其中一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．若反應(yīng)在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如圖2所示，則N₂H₄發(fā)生分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為3N₂H₄$?_{△}^{催化劑}$N₂+4NH₃；為抑制肼的分解，可采取的合理措施有降低反應(yīng)溫度、增加壓強等（寫兩種）．

Answer 1

分析 （1）過氧化氫的分解速率越大，催化劑活性更高；隨x值越大，過氧化氫的分解速率越大，而x增大，Co²⁺的比例增大；
（2）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；
（3）使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，由圖1得知：溫度越高，肼的百分含量越低，即分解的越快，升壓平衡逆向移動，所以增加壓強也抑制肼的分解．

解答 解：（1）過氧化氫的分解速率越大，催化劑活性更高，根據(jù)圖象可知，x相同時，微波水熱法初始速度大于常規(guī)水熱法，故微波水熱法制得催化劑的活性更高；由圖可知，隨x值越大，過氧化氫的分解速率越大，而x增大，Co²⁺的比例增大，故Co²⁺的催化活性更高，故答案為：微波水熱；Co²⁺；
（2）H₂S熱分解制氫時，常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；故答案為：為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；
（3）使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，即肼分解生成氨氣，依據(jù)元素守恒得知另外一種產(chǎn)物為氮氣，故化學(xué)反應(yīng)方程式為：3N₂H₄$?_{△}^{催化劑}$N₂+4NH₃，由圖1可知，溫度越高，肼的體積分數(shù)含量越低，故要抑制肼的分解，應(yīng)降低反應(yīng)溫度，升壓平衡逆向移動，所以增加壓強也抑制肼的分解，
故答案為：3N₂H₄$?_{△}^{催化劑}$N₂+4NH₃；降低反應(yīng)溫度、增加壓強等．

點評 本題考查學(xué)生對實驗原理理解、方案設(shè)計的評價等，難度中等，是對知識的綜合運用，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)與綜合運用分析解決問題的能力．