探討如何利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳合成甲醇高二化學人教版（2019）選擇性必修1

探討如何利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳合成甲醇復習課第1課時2060年前實現(xiàn)碳中和2030年前實現(xiàn)碳達峰任務一：選擇合適的化學反應課前作業(yè):設計可能的反應并介紹你的設計思路。思考：你認為哪個反應更適于甲醇的工業(yè)生產(chǎn)？請說明理由。任務一：選擇合適的化學反應設計適于工業(yè)生產(chǎn)的化學反應的基本思路：首先考慮反應在指定條件下能否正向自發(fā)進行；其次考慮原料的來源、成本等。資料卡片1CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

以二氧化碳和氫氣為原料合成甲醇時，通常還伴隨以下反應：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

298K時，ΔH=+41.17

kJ.mol-1

ΔS=+42.08J.mol-1·K-1任務二：選擇反應條件條件選擇考慮角度交流討論：結(jié)合所學知識和反應特點為主反應選擇適宜的反應條件，并說明理由。方向速率限度實際生產(chǎn)選擇反應條件的思維模型溫度壓強濃度催化劑焓變系數(shù)狀態(tài)熱力學動力學副反應任務三：優(yōu)化反應條件

濃度資料卡片2思考、討論：1.什么是產(chǎn)率？資料中的產(chǎn)率是平衡產(chǎn)率嗎？影響產(chǎn)率的因素有哪些？2.總壓恒定，增大H2與CO2的投料比，二者的濃度如何變化？

CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的產(chǎn)率如何變化？任務三：優(yōu)化反應條件

濃度化學平衡定性：勒夏特列原理定量：Q、K關系(適用范圍廣）資料卡片3交流討論：1.增大壓強對副反應的化學平衡是否造成影響？2.工業(yè)生產(chǎn)中應該選擇怎樣的壓強？為什么？任務三：優(yōu)化反應條件

壓強CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)室溫下，K=6.8×10-3mol-2.L2任務三：優(yōu)化反應條件

催化劑資料卡片4交流討論：工業(yè)生產(chǎn)中應該選擇第幾組催化劑？依據(jù)是什么？任務三：優(yōu)化反應條件

溫度資料卡片5交流討論：1.工業(yè)生產(chǎn)應該選擇怎樣的溫度？為什么？2.隨著溫度升高，為什么甲醇的產(chǎn)率先增大后減??？可能性1：主反應--速率--平衡可能性2：主反應--副反應可能性3：影響因素--溫度--催化劑溫度因素影響下實際工業(yè)生產(chǎn)問題分析思路：化學反應速率關注反應焓變平衡前平衡態(tài)平衡后化學平衡移動溫度對速率的影響

溫度（升高）副反應溫度對催化劑活性的影響概括提升拓展提升成本工藝安全性綠色化學...溫度/Kn(H2)/n(CO2)壓強/MPa催化劑3:14-5CuO/ZnO/ZrO2/MnO520科技前沿與地方化工鳥瞰圖

2022年9月27日上午8時，安陽順利環(huán)?？萍加邢薰綜O2加氫制綠色低碳甲醇聯(lián)產(chǎn)LNG裝置建成并實現(xiàn)全面投產(chǎn)。生產(chǎn)裝置

以工業(yè)廢氣中捕集的CO2為主要碳源和H2反應合成甲醇，預計可生產(chǎn)甲醇11萬噸/年和聯(lián)產(chǎn)LNG

7

萬噸/年，并減少CO2排放0.44億

Nm3/年。歸納總結(jié)設計化學反應解決實際問題的一般思路：尋找反應元素、價態(tài)判斷方向焓判據(jù)、熵判據(jù)確定反應原子經(jīng)濟、原料來源、反應能效等優(yōu)化條件文獻、實驗尋找證據(jù)