登录
11. 用Pt-Rh合金催化氧化$\ce{NH_{3}}$制$\ce{NO}$，其反应原理的微观模型如图1所示，含氮生成物产率随反应温度的变化曲线如图2所示。回答下列问题：
（1）氨气与氧气的反应过程中，氧元素的化合价
（2）加热过程中生成$\ce{N_{2}}$，主要反应的化学方程式为$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{催化剂} 2N_{2} + 6X}$，其中X的化学式为
（3）加热过程中生成$\ce{NO}$的化学方程式为
（4）为了提高$\ce{NO}$的产率，适宜的温度为
（5）该化学反应过程中，Pt-Rh合金起到
（1）氨气与氧气的反应过程中，氧元素的化合价
降低
（选填“升高”或“降低”）。（2）加热过程中生成$\ce{N_{2}}$，主要反应的化学方程式为$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{催化剂} 2N_{2} + 6X}$，其中X的化学式为
$\ce{H_{2}O}$
。（3）加热过程中生成$\ce{NO}$的化学方程式为
$\ce{4NH_{3} + 5O_{2}\xlongequal[△]{Pt-Rh} 4NO + 6H_{2}O}$
。（4）为了提高$\ce{NO}$的产率，适宜的温度为
800
℃。（5）该化学反应过程中，Pt-Rh合金起到
催化
作用。答案
11. (1) 降低 (2) $\ce{H_{2}O}$ (3) $\ce{4NH_{3} + 5O_{2}\xlongequal[△]{Pt-Rh} 4NO + 6H_{2}O}$ (4) 800 (5) 催化
解析
【分析】
本题围绕氨的催化氧化反应，考查化学基本概念与反应原理。解题思路如下：1. 第(1)问：先确定反应前后氧元素的化合价，对比判断化合价变化；2. 第(2)问：利用质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变，推导未知物X的化学式；3. 第(3)问：根据氨催化氧化的反应事实，结合反应条件配平化学方程式；4. 第(4)问：从含氮生成物产率曲线中，提取NO产率最高对应的温度；5. 第(5)问：根据反应中Pt-Rh合金的作用，判断其角色。
【解析】
(1) 反应物中$\ce{O_{2}}$为单质，氧元素化合价为0价；生成物中含氧化合物（如$\ce{H_{2}O}$、$\ce{NO}$）里氧元素化合价为-2价，因此氧元素化合价降低。
(2) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前原子总数：$\ce{N}$：4，$\ce{H}$：12，$\ce{O}$：6；反应后已有2个$\ce{N}$原子，剩余12个$\ce{H}$原子和6个$\ce{O}$原子，分摊到6个$\ce{X}$分子中，每个$\ce{X}$含2个$\ce{H}$和1个$\ce{O}$，故$\ce{X}$为$\ce{H_{2}O}$。
(3) 氨气在$\ce{Pt-Rh}$催化、加热条件下与氧气反应生成$\ce{NO}$和$\ce{H_{2}O}$，配平后化学方程式为：$\ce{4NH_{3} + 5O_{2}\xlongequal[△]{Pt-Rh} 4NO + 6H_{2}O}$。
(4) 由含氮生成物产率曲线可知，800℃时$\ce{NO}$的产率最高，因此适宜温度为800℃。
(5) $\ce{Pt-Rh}$合金在反应中改变反应速率，且反应前后其质量和化学性质不变，起到催化作用。
【答案】
(1) 降低；(2) $\ce{H_{2}O}$；(3) $\ce{4NH_{3} + 5O_{2}\xlongequal[△]{Pt-Rh} 4NO + 6H_{2}O}$；(4) 800；(5) 催化
【知识点】
化合价变化、质量守恒定律、催化剂作用
【点评】
本题结合反应微观模型与产率图像，综合考查化学核心基础知识，要求学生掌握化合价判断、质量守恒应用、化学方程式配平、图像信息提取及催化剂概念，题目难度适中，适合初中阶段学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.7
本题围绕氨的催化氧化反应，考查化学基本概念与反应原理。解题思路如下：1. 第(1)问：先确定反应前后氧元素的化合价，对比判断化合价变化；2. 第(2)问：利用质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变，推导未知物X的化学式；3. 第(3)问：根据氨催化氧化的反应事实，结合反应条件配平化学方程式；4. 第(4)问：从含氮生成物产率曲线中，提取NO产率最高对应的温度；5. 第(5)问：根据反应中Pt-Rh合金的作用，判断其角色。
【解析】
(1) 反应物中$\ce{O_{2}}$为单质，氧元素化合价为0价；生成物中含氧化合物（如$\ce{H_{2}O}$、$\ce{NO}$）里氧元素化合价为-2价，因此氧元素化合价降低。
(2) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前原子总数：$\ce{N}$：4，$\ce{H}$：12，$\ce{O}$：6；反应后已有2个$\ce{N}$原子，剩余12个$\ce{H}$原子和6个$\ce{O}$原子，分摊到6个$\ce{X}$分子中，每个$\ce{X}$含2个$\ce{H}$和1个$\ce{O}$，故$\ce{X}$为$\ce{H_{2}O}$。
(3) 氨气在$\ce{Pt-Rh}$催化、加热条件下与氧气反应生成$\ce{NO}$和$\ce{H_{2}O}$，配平后化学方程式为：$\ce{4NH_{3} + 5O_{2}\xlongequal[△]{Pt-Rh} 4NO + 6H_{2}O}$。
(4) 由含氮生成物产率曲线可知，800℃时$\ce{NO}$的产率最高，因此适宜温度为800℃。
(5) $\ce{Pt-Rh}$合金在反应中改变反应速率，且反应前后其质量和化学性质不变，起到催化作用。
【答案】
(1) 降低；(2) $\ce{H_{2}O}$；(3) $\ce{4NH_{3} + 5O_{2}\xlongequal[△]{Pt-Rh} 4NO + 6H_{2}O}$；(4) 800；(5) 催化
【知识点】
化合价变化、质量守恒定律、催化剂作用
【点评】
本题结合反应微观模型与产率图像，综合考查化学核心基础知识，要求学生掌握化合价判断、质量守恒应用、化学方程式配平、图像信息提取及催化剂概念，题目难度适中，适合初中阶段学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.7
12. 我国古代很多发明创造与化学工艺有关。西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯造型优美、设计精妙，如右图所示。
（1）雁鱼灯灯体的材质为青铜，古人使用“火折子”点燃雁鱼灯。简易的火折子是将纸卷点燃后，使其半灭（仅剩火星），装入竹筒中保存。需要点火时打开竹筒盖，向其中吹气，使纸复燃。从燃烧条件角度分析，吹气可以使纸复燃的原因是
（2）火折子中含有火硝（$\ce{KNO_{3}}$），$\ce{KNO_{3}}$中N元素的化合价为
（3）雁鱼灯的灯罩可自由开合，以调节进风量的大小。当看到有大量黑烟产生时，应该
（1）雁鱼灯灯体的材质为青铜，古人使用“火折子”点燃雁鱼灯。简易的火折子是将纸卷点燃后，使其半灭（仅剩火星），装入竹筒中保存。需要点火时打开竹筒盖，向其中吹气，使纸复燃。从燃烧条件角度分析，吹气可以使纸复燃的原因是
能使可燃物与空气(或氧气)充分接触
。（2）火折子中含有火硝（$\ce{KNO_{3}}$），$\ce{KNO_{3}}$中N元素的化合价为
+5
。（3）雁鱼灯的灯罩可自由开合，以调节进风量的大小。当看到有大量黑烟产生时，应该
扩大
（选填“扩大”或“减小”）进风口，从而促进燃料充分燃烧。答案
12. (1) 能使可燃物与空气(或氧气)充分接触 (2) +5 (3) 扩大
解析
【分析】
本题围绕西汉雁鱼灯的相关问题，考查燃烧条件、化合价计算、燃料充分燃烧的条件等化学基础知识。解题时，需结合每个问题对应的化学原理分析：（1）根据燃烧的三个条件，分析吹气对纸复燃的作用；（2）利用化合物中正负化合价代数和为零的规则计算N的化合价；（3）根据黑烟产生的原因（燃料不充分燃烧，氧气不足），判断进风口的调整方式。
【解析】
（1）燃烧需要同时满足三个条件：①可燃物；②与氧气（或空气）接触；③温度达到可燃物的着火点。吹气时，空气流动为半灭的纸补充了大量氧气，使纸（可燃物）与氧气充分接触，满足了燃烧的条件，因此纸复燃。
（2）在化合物中，各元素正负化合价的代数和为0。已知$\ce{KNO_{3}}$中K元素显+1价，O元素显-2价，设N元素的化合价为$x$，则：$(+1) + x + 3×(-2) = 0$，解得$x=+5$。
（3）燃料不充分燃烧会产生黑烟，原因是氧气供应不足。要促进燃料充分燃烧，需要增加氧气的量，因此当有大量黑烟产生时，应该扩大进风口，增大氧气的通入量，使燃料充分燃烧。
【答案】
(1) 能使可燃物与空气(或氧气)充分接触；(2) +5；(3) 扩大
【知识点】
燃烧的条件、化合价计算、燃料充分燃烧的条件
【点评】
本题结合古代发明创设情境，考查基础化学知识，将化学知识与实际应用相结合，注重对学生基础知识的掌握和应用能力的考查，难度较低。
【难度系数】
0.7
本题围绕西汉雁鱼灯的相关问题，考查燃烧条件、化合价计算、燃料充分燃烧的条件等化学基础知识。解题时，需结合每个问题对应的化学原理分析：（1）根据燃烧的三个条件，分析吹气对纸复燃的作用；（2）利用化合物中正负化合价代数和为零的规则计算N的化合价；（3）根据黑烟产生的原因（燃料不充分燃烧，氧气不足），判断进风口的调整方式。
【解析】
（1）燃烧需要同时满足三个条件：①可燃物；②与氧气（或空气）接触；③温度达到可燃物的着火点。吹气时，空气流动为半灭的纸补充了大量氧气，使纸（可燃物）与氧气充分接触，满足了燃烧的条件，因此纸复燃。
（2）在化合物中，各元素正负化合价的代数和为0。已知$\ce{KNO_{3}}$中K元素显+1价，O元素显-2价，设N元素的化合价为$x$，则：$(+1) + x + 3×(-2) = 0$，解得$x=+5$。
（3）燃料不充分燃烧会产生黑烟，原因是氧气供应不足。要促进燃料充分燃烧，需要增加氧气的量，因此当有大量黑烟产生时，应该扩大进风口，增大氧气的通入量，使燃料充分燃烧。
【答案】
(1) 能使可燃物与空气(或氧气)充分接触；(2) +5；(3) 扩大
【知识点】
燃烧的条件、化合价计算、燃料充分燃烧的条件
【点评】
本题结合古代发明创设情境，考查基础化学知识，将化学知识与实际应用相结合，注重对学生基础知识的掌握和应用能力的考查，难度较低。
【难度系数】
0.7
