多重反应的转化率和选择性

执教：施雪娟二轮复习多重反应的转化率和选择性

考

情

分

析（2023）（2022）（2021）（2020）（2025）复

习

目

标

通过CO2的资源化利用认识多重反应体系中化学反应的转化率与选择性背

景

资

料反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

ΔH=41.2kJ·mol−1CO2催化加氢合成二甲醚Q1：温度高于300℃时，CO2平衡转化率随

温度升高而上升的原因是？反应ⅠΔH<0，温度升高，正向进行程度减小，CO2平衡转化率减小；反应

Ⅱ

ΔH>0，温度升高，正向进行程度增大，CO2平衡转化率增大；且反应

Ⅱ

增大程度大于反应Ⅰ

减小程度。反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−11.平衡转化率Δn(CO2)反应n(CO2)总量×100%α(CO2)=Q2：试分析H2的平衡转化率随温度的变化

趋势，在图中用红笔画出。

低温区，以反应___为主，α(H2)___α(CO2)高温区，以反应___为主，α(H2)___α(CO2)Ⅰ

Ⅱ

<

投料比=1∶3

化学计量数之比=1∶3投料比=1∶3

化学计量数比=1∶11.平衡转化率反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−1Q3：反应温度为250℃时，CO2实际转化率为X，

保持温度不变，使用活性更高的催化剂

能

否将CO2实际转化率由X提高到Y？理由？不能反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−1（反应2小时）2.实际转化率催化剂的使用不能使平衡发生移动，不能改变平衡转化率（反应2小时）Q4：控制温度和反应时间不变，可以提高CO2实际转化

率的措施有哪些？增大压强增加H2的投料量使用催化活性更高的催化剂提高速率反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−12.实际转化率转化率平衡转化率非平衡转化率平衡问题速率问题温度、浓度、压强温度、浓度、压强、催化剂……反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−1模

型

构

建Q5：图3中CH3OCH3的平衡选择性随温度

升高逐渐下降的原因是？反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−13.平衡选择性投入的CO2反应的CO2（_______）未反应CO2生成CH3OCH3的CO2（__________________）生成CO的CO2

（_____________）CH3OCH3的选择性CO的选择性转化率反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−1多重体系的选择性Δn(CO2)反应n(CO2)总量×100%α=若生成amolCH3OCH3，bmolCO，则反应的CO2为

molb2a+b×100%==2a2a+b×100%2a+b反应ⅠΔH<0，温度升高，反应Ⅰ正向进行程度减小，生成的CH3OCH3减少；反应

Ⅱ

ΔH>0，温度升高，反应Ⅱ正向进行程度增大，生成的CO增多；CH3OCH3的平衡选择性降低。反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−13.平衡选择性Q5：图3中CH3OCH3的平衡选择性随温度

升高逐渐下降的原因是？Q6：在图3中画出CO的平衡选择性随温度

变化的曲线。反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol−13.平衡选择性Q7：图4中虚线表示其它条件一定时，P2压

强下CH3OCH3的平衡选择性随温度变

化的曲线，判断P1和P2大小，340℃时，

两条曲线几乎交于一点的原因是？反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol−13.平衡选择性P1>P2

340

℃，主要发生反应II，反应II是前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响，CO选择性相同，则CH3OCH3选择性相同。Q8：210℃时，在催化剂作用下CO2与H2反

应2小时后，测得CH3OCH3选择性约为

70%（图中A点）。不改变温度和反应时间，

能够进一步提高CH3OCH3选择性的措施有？增大压强使用反应Ⅰ活性更高的催化剂反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol−1（反应2小时）4.实际选择性Q9：图-5中，在230℃~300℃范围内，

CH3OCH3实际选择性高于相同温度下

的平衡选择性，可能原因是？反应Ⅰ活化能比较低，反应速率快；反应Ⅱ活化能比较高，反应速率慢。反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol−1（反应2小时）4.实际选择性Q10：CO2实际转化率和CH3OCH3实际选择性部分数据如表所示：

则CO2催化加氢直接合成CH3OCH3的最佳温度为

℃，

你选择的依据是：

。240℃时，CH3OCH3的产率最高温度220℃240℃260℃280℃300℃CO2实际转化率7%12%15%18%22%CH3OCH3实际选择性70%80%60%40%30%240CH3OCH3产率4.9%9.6%9%7.2%6.6%反应

Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)

CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1反应

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol−1（反应2小时）5.综合分析产率

=转化率×选择性模

型

构

建反应的CO2（_______）生成CH3OCH3的CO2（__________________）生成CO的CO2

（_____________）CH3OCH3的选择性CO的选择性转化率若生成amolCH3OCH3，bmolCOb2a+b×100%==2a2a+b×100%选择性转化率平衡转化率非平衡转化率平衡问题速率问题温度、浓度、压强温度、浓度、压强、催化剂……Δn(CO2)反应n(CO2)总量×100%α=选择性平衡选择性非平衡选择性平衡问题速率问题温度、浓度、压强温度、浓度、压强、催化剂……1.在催化剂作用下，以CO2和H2为原料进行合成的实验。保持压强一定，将起始混合气体通过装有催化剂的反应管，测得出口处转化率和选择性与温度的关系如图所示。已知反应管内发生的反应为：能

力

提

升Q1：220℃~240℃时，CO2转化率随温度升高而升高，主要原因是：

。Q2：220℃~280℃时，反应1的速率

反应2的速率Q3：为提高CH3OH的产率，应研发

℃下催化活性更强的催化剂

（在220℃~280℃的温度中进行选择）反应1：CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=﹣49.5kJ·mol−1反应2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol−1温度升高，催化剂的活性增强与温度升高共同使CO2转化率升高高于220能

力

提

升Q1：反应的最佳温度为

。Q2：温度在300℃~550℃时，CO2平衡转化率逐渐减小的原因是？Q3：温