圖像形成與解讀第稿

節(jié)能減排CO2資源化利用你知道哪些CO2資源化利用？圖像形成與解讀——以CO2制CH3OH為例德清縣高級(jí)中學(xué)沈亦強(qiáng)t/h024681012141618202224262830n(甲醇)/mol00.350.60.8311.161.31.421.51.561.61.61.61.61.61.6在2L密閉容器中，充入12molH2（g）和4molCO2（g），在銅基催化劑下，控制溫度600K，發(fā)生反應(yīng)1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-53.7kJ/mol其中反應(yīng)時(shí)間t/h和n(CH3OH)/mol的理想數(shù)據(jù)如下表：?jiǎn)栴}1：你能將表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像嗎？畫于學(xué)案（圖1）任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析問題2：請(qǐng)結(jié)合數(shù)據(jù)用關(guān)鍵點(diǎn)定性作圖法完成學(xué)案（圖2）的圖像CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-53.7kJ/mol12.5%20t/hV(CH3OH)%t/hV(H2)%15%75%t任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析

提示：坐標(biāo)軸的含義是什么？

起轉(zhuǎn)終關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)如何確定？

圖像趨勢(shì)如何？問題3：某次實(shí)驗(yàn)僅改變反應(yīng)溫度，t時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡后CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為40%。試著完成學(xué)案（圖3）的圖像。圖2圖3問題4：結(jié)合化學(xué)反應(yīng)，思考如何提高反應(yīng)速率和限度？濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-53.7kJ/mol任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析溫度(K)平衡時(shí)甲醇濃度（mol/L）T10.9600K0.8T20.7以600K曲線為參考,依據(jù)下表所給理想數(shù)據(jù)，在學(xué)案圖1上用關(guān)鍵點(diǎn)定性作圖法繼續(xù)畫出其他溫度下c(CH3OH)~t的圖像？問題5：研究不同溫度，對(duì)甲醇的生成有何影響？CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-53.7kJ/mol任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析問題6：某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為t，測(cè)得c(CH3OH)隨溫度的變化曲線圖4所示。T/Kc(CH3OH)/mol/LT1T2辨狀態(tài)任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析圖4CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-53.7kJ/mol問題7：催化劑加快反應(yīng)速率的內(nèi)在原因是什么？回憶課本的表示方法。任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析問題8：科學(xué)家在研究銅基催化劑作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，甲醇濃度隨溫度升高呈現(xiàn)以下關(guān)系，試從催化劑角度解釋T3溫度后曲線變化可能的原因T/Kc(CH3OH)/mol/LT1T2T3任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析圖5問題9：a、b、c、d四種催化劑在不同溫度下，經(jīng)歷相同的反應(yīng)時(shí)間t，生成甲醇的濃度如圖所示，請(qǐng)解釋曲線d的變化趨勢(shì)c(CH3OH)/mol/L任務(wù)一：理想數(shù)據(jù)模擬分析圖6360℃任務(wù)二：真實(shí)工業(yè)過(guò)程探討控制CO

2和H

2初始投料比為1:3時(shí),溫度對(duì)CO

2平衡轉(zhuǎn)化率及甲醇和CO產(chǎn)率的影響如圖所示。（1）試解釋溫度升高CO的產(chǎn)率上升的原因____、____。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)ΔH1=-53.7kJ·mol-1ⅠCO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

ΔH2=+41.2kJ·mol-1

Ⅱ圖7（2）試解釋溫度升高甲醇的產(chǎn)率先上升后下降的原因____。醇制取低碳烯烴：2CH3OH（g）?C2H4（g）+2H2O（g）△H=-11.72kJ?mol-1…（a）

3CH3OH（g）?C3H6（g）+3H2O（g）△H=-30.98kJ?mol-1…（b）在常壓和某催化劑作用下，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率及乙烯、丙烯等物質(zhì)的選擇性（指除了水蒸氣以外的產(chǎn)物中乙烯、丙烯等物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）與反應(yīng)溫度之間的關(guān)系如圖8