Question

热催化合成氨面临的两难问题是：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致 NH₃ 产率降低。我国科研人员研制了 Ti-H-Fe 双温区催化剂(Ti-H 区域和 Fe 区域的温度差可超过 100℃)。Ti-H-Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是

A.①为氮氮三键的断裂过程

B.①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生

C.③为N 原子由 Fe 区域向 Ti-H 区域的传递过程

D.使用 Ti-H-Fe 双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应

Answer

B

【解析】

A．经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，不是N≡N的断裂过程，故A错误；

B．①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行，目的是加快反应速率；氮原子的转移，化学键的生成，需要低温条件，目的是增大氨气的平衡产率，④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率，故B正确；

C．由题中图示可知，过程④完成了Ti-H-Fe－*N到Ti-H－*N-Fe两种过渡态的转化，N原子由Fe区域向Ti-H区域传递，③为N2解离为N的过程，故C错误；

D．催化剂能改变化学反应速率，但不能改变反应的焓变，故D错误；

故选B。