2005年10月5日,瑞典皇家科學(xué)院將本年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予法國(guó)化學(xué)家伊夫?肖萬、美國(guó)化學(xué)家羅伯特?格拉布和理查德?施羅克,以表彰他們?cè)谙N復(fù)分解反應(yīng)研究領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn).烯烴復(fù)分解反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中最重要也是最有用的反應(yīng)之一,烯烴復(fù)分解反應(yīng)已被廣泛應(yīng)用在化學(xué)工業(yè),尤其是制藥業(yè)和塑料工業(yè)從中受益無窮.
早在1970年,法國(guó)化學(xué)家伊夫?肖萬就已經(jīng)詳細(xì)地從理論上解釋了烯烴復(fù)分解反應(yīng)是如何進(jìn)行的,并且列舉了促進(jìn)這種反應(yīng)的催化劑的物質(zhì)成分.1990年,肖萬的理論第一次被理查德?施羅克應(yīng)用在實(shí)踐中并制造出效果優(yōu)良的催化劑,兩年后,羅伯特?格拉布又發(fā)展了施羅克的成果,制造出在空氣中更穩(wěn)定的催化劑.
在頒獎(jiǎng)儀式上,評(píng)委會(huì)主席佩爾?阿爾伯格將烯烴復(fù)分解反應(yīng)描述為“交換舞伴的舞蹈”.他親自走出講臺(tái),邀請(qǐng)身邊的皇家科學(xué)院教授和兩位女工作人員一起在會(huì)場(chǎng)中央為大家表演烯烴復(fù)分解反應(yīng)的含義.最初兩位男士是一對(duì)舞伴,兩位女士是一對(duì)舞伴,在“加催化劑”的喊聲中,他們交叉換位,轉(zhuǎn)換為兩對(duì)男女舞伴,在場(chǎng)記者隨即發(fā)出了笑聲.
(1).催化劑在化工生產(chǎn)過程中有著重要作用,有的反應(yīng)如果沒有催化劑就不能進(jìn)行,大多數(shù)化工生產(chǎn)都有催化劑的參與.CuSO
4溶液對(duì)過氧化氫的分解具有催化作用.有同學(xué)猜想其他鹽溶液也能在這個(gè)反應(yīng)中起同樣的作用,于是他們做了以下的探究.
①請(qǐng)你幫助他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告:
實(shí)驗(yàn)過程 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
在一支試管中加入5mL5%的H2O2溶液,然后滴入適量的FeCl3溶液,把帶火星的木條伸入試管. |
試管中有大量的氣泡產(chǎn)生,帶火星的木條復(fù)燃 試管中有大量的氣泡產(chǎn)生,帶火星的木條復(fù)燃 |
FeCl3溶液可以催化分解H2O2 |
②已知FeCl
3在水中可解離出Fe
3+和Cl
-,同學(xué)們提出以下猜想:
甲同學(xué)的猜想是:真正催化分解H
2O
2的是FeCl
3溶液中的H
2O;
乙同學(xué)的猜想是:真正催化分解H
2O
2的是FeCl
3溶液中的Fe
3+;
丙同學(xué)的猜想是:真正催化分解H
2O
2的是FeCl
3溶液中的Cl
-.
你認(rèn)為最不可能的是
甲
甲
同學(xué)的猜想,理由是
因過氧化氫溶液中自身有水,可見水不是催化劑
因過氧化氫溶液中自身有水,可見水不是催化劑
.
③同學(xué)們對(duì)余下的兩個(gè)猜想,用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究.請(qǐng)你仔細(xì)分析后填表:
實(shí)驗(yàn)過程 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
向盛有5mL5%的H2O2溶液的試管中加入少量 的HCl,并把帶火星的木條伸入試管. |
無明顯現(xiàn)象 |
起催化作用的不是Cl- 起催化作用的不是Cl- |
向盛有5mL5%的H2O2溶液的試管中加入少量 的Fe(NO3)3溶液 Fe(NO3)3溶液 ,并把帶火星的木條伸入試管. |
試管中有大量氣泡產(chǎn)生,帶火星的木條復(fù)燃 試管中有大量氣泡產(chǎn)生,帶火星的木條復(fù)燃 |
起催化作用的是Fe3+ 起催化作用的是Fe3+ |
(2)復(fù)分解反應(yīng)是我們學(xué)過的化學(xué)基本反應(yīng)類型之一.
①下列化學(xué)反應(yīng)中,屬于復(fù)分解反應(yīng)的是
D
D
A、2H
2+O
22H
2O
B、
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑C、
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D、CaCO
3+2HCl=CaCl
2+CO
2+H
20
②科學(xué)家將復(fù)分解反應(yīng)描述為“交換舞伴的舞蹈”,并表演了其含義.我們也可以用符號(hào)表達(dá)式來表示復(fù)分解反應(yīng),請(qǐng)補(bǔ)全下式:AB+CD→
AD+CB
AD+CB
.
③你想過復(fù)分解反應(yīng)為什么能夠發(fā)生嗎?這是因?yàn)樵谶@些反應(yīng)物中含有一些“特殊”的陰、陽離子,它們能相互結(jié)合.如反應(yīng)BaCl
2+Na
2SO
4=BaSO
4↓+2NaCl中,實(shí)際參加反應(yīng)的離子是Ba
2+和SO
42-,而Cl
-、Na
+則是“旁觀者”,并沒有參加反應(yīng).請(qǐng)你分析反應(yīng)Ba(OH)
2+2HNO
3=Ba(NO
3)
2+2H
2O中實(shí)際參加反應(yīng)的離子是
OH-、H+
OH-、H+
.
④請(qǐng)根據(jù)你的想象,在圖右邊的容器中畫出體現(xiàn)NaOH溶液和稀HCl反應(yīng)產(chǎn)物的示意圖.
(3)從三位科學(xué)家取得成功的事例中,你對(duì)科學(xué)的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造有什么認(rèn)識(shí)?
科學(xué)理論只有同工業(yè)結(jié)合,創(chuàng)造出改變?nèi)祟惿睢⑻岣呱|(zhì)量的發(fā)明和創(chuàng)造后,才能是有利于人類的科學(xué)理論(或科學(xué)探究要有合作精神)
科學(xué)理論只有同工業(yè)結(jié)合,創(chuàng)造出改變?nèi)祟惿、提高生命質(zhì)量的發(fā)明和創(chuàng)造后,才能是有利于人類的科學(xué)理論(或科學(xué)探究要有合作精神)
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