以CO2為原料合成甲醇可以減少CO2的排放，實(shí)現(xiàn)碳的循環(huán)利用。一種銅基催化劑對(duì)該反應(yīng)有良好的催化效果。
Ⅰ.催化反應(yīng)機(jī)理
（1）乙醇胺（HOCH2CH2NH2）可用做CO2捕獲劑，乙醇胺溶液能夠吸收和釋放CO2的原因是 乙醇胺含有氨基，有堿性，可與二氧化碳和水反應(yīng)生成鹽，該鹽在較低溫度下又可以充分分解為乙醇胺和二氧化碳乙醇胺含有氨基，有堿性，可與二氧化碳和水反應(yīng)生成鹽，該鹽在較低溫度下又可以充分分解為乙醇胺和二氧化碳。
（2）有學(xué)者提出CO2轉(zhuǎn)化成甲醇的催化機(jī)理如圖所示。反應(yīng)的副產(chǎn)物有 CO、H2OCO、H2O。
Ⅱ.催化劑的性能測(cè)試
一定條件下使CO2、H2混合氣體通過反應(yīng)器，檢測(cè)反應(yīng)器出口氣體的成分及其含量，計(jì)算CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性以評(píng)價(jià)催化劑的性能。
已知：i.反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)有：
a.CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49.5kJ?mol-1
b.CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH=+41.2kJ?mol-1
ii.CH3OH選擇性=n（CH3OH）生成n（CO2）消耗×100%
（3）220℃時(shí)，測(cè)得反應(yīng)器出口氣體中全部含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量之比n（CH3OH）：n（CO2）：n（CO）=1：7.20：0.11，則該溫度下CO2轉(zhuǎn)化率=1+0.111+7.20+0.111+0.111+7.20+0.11×100%（列出計(jì)算式）。
（4）其他條件相同時(shí)，反應(yīng)溫度對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性的影響如圖所示：
①由圖1可知實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)均未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 CO2的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化率未達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率CO2的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化率未達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率。
②溫度高于260℃時(shí)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率變化的原因是 溫度升高，反應(yīng)a逆向移動(dòng)，反應(yīng)b正向移動(dòng)，溫度高于260℃時(shí)，反應(yīng)b正向移動(dòng)的程度大于反應(yīng)a逆向移動(dòng)的程度溫度升高，反應(yīng)a逆向移動(dòng)，反應(yīng)b正向移動(dòng)，溫度高于260℃時(shí)，反應(yīng)b正向移動(dòng)的程度大于反應(yīng)a逆向移動(dòng)的程度。
③由圖2可知，溫度相同時(shí)CH3OH選擇性的實(shí)驗(yàn)值略高于其平衡值，從化學(xué)反應(yīng)速率的角度解釋原因 在該條件下反應(yīng)a的速率大于反應(yīng)b,單位時(shí)間內(nèi)生成甲醇的量比生成CO的量多在該條件下反應(yīng)a的速率大于反應(yīng)b,單位時(shí)間內(nèi)生成甲醇的量比生成CO的量多。
n
（
C
H
3
OH
）
生成
n
（
C
O
2
）
消耗
1
+
0
.
11
1
+
7
.
20
+
0
.
11
1
+
0
.
11
1
+
7
.
20
+
0
.
11
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素．
【答案】乙醇胺含有氨基，有堿性，可與二氧化碳和水反應(yīng)生成鹽，該鹽在較低溫度下又可以充分分解為乙醇胺和二氧化碳；CO、H2O；；CO2的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化率未達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率；溫度升高，反應(yīng)a逆向移動(dòng)，反應(yīng)b正向移動(dòng)，溫度高于260℃時(shí)，反應(yīng)b正向移動(dòng)的程度大于反應(yīng)a逆向移動(dòng)的程度；在該條件下反應(yīng)a的速率大于反應(yīng)b，單位時(shí)間內(nèi)生成甲醇的量比生成CO的量多
1
+
0
.
11
1
+
7
.
20
+
0
.
11
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：34引用：1難度：0.5
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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