Question

【題目】催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一，研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－53.7kJmol-1 I

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 II

某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1︰2.2，在相同壓強(qiáng)下，經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

T（K）	催化劑	CO2轉(zhuǎn)化率（%）	甲醇選擇性（%）
543	Cat.1	12.3	42.3
543	Cat.2	10.9	72.7
553	Cat.1	15.3	39.1
553	Cat.2	12.0	71.6

[備注]Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比

（1）表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是___。

（2）在如圖中分別畫出反應(yīng)I在無(wú)催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過(guò)程-能量”示意圖___。

Answer 1

【答案】表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)I的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響

【解析】

（1）不同的催化劑的催化能力不同，催化劑具有選擇性；

（2）加入催化劑，可降低反應(yīng)的活化能，催化能力越強(qiáng)，活化能越低，但反應(yīng)熱不變。

（1）從數(shù)據(jù)可知，在相同的溫度下，不同的催化劑對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率的影響不同，說(shuō)明不同的催化劑的催化能力不同，相同的催化劑所處的溫度不同，CO2的轉(zhuǎn)化率也不同，且溫度越高轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說(shuō)明數(shù)據(jù)是未達(dá)到平衡時(shí)的數(shù)據(jù)；

（2）從表格中的數(shù)據(jù)可知咋催化劑Cat.2的作用下，甲醇的選擇性更大，說(shuō)明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)I催化效果更好，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，說(shuō)明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過(guò)程中活化能更低，因此圖象為：。