多重反应的转化率和选择性学案

二轮复习多重反应的转化率和选择性【复习目标】认识多重反应体系中化学反应的转化率与选择性【复习过程】背景资料CO2催化加氢合成二甲醚是CO2资源化利用的一种重要方式，主要发生下列反应：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在压强为P1、n初始(CO2)∶n初始(H2)＝1∶3时，CO2的转化率、CH3OCH3的选择性如图所示：一、转化率1.平衡转化率α(CO2)=×100%Q1：图1温度高于300℃时，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是？Q2：试分析H2的平衡转化率随温度的变化趋势，在图1中用红笔画出。2.实际转化率Q3：图2中反应温度为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？Q4：图2中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？【总结1】二、选择性1.平衡选择性CH3OCH3的选择性=×100%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。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的变化，判断P1和P2大小。340℃时，两条曲线几乎交于一点的原因是？2.实际选择性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5中A点）。不改变温度和反应时间，能够进一步提高CH3OCH3选择性的措施有哪些？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，可能的原因是？Q10：图6中CO2实际转化率和CH3OCH3实际选择性部分数据如下表所示：温度/℃220240260280300CO2实际转化率7%12%15%18%22%CH3OCH3实际选择性70%80%60%40%30%据此确定CO2催化加氢直接合成CH3OCH3的最佳温度为℃，理由是？【总结2】【能力提升】在催化剂作用下，以CO2和H2为原料进行合成实验。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CO2转化率和CH3OH的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：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−1Q1：220℃~240℃时，CO2转化率随温度升高而升高，主要原因是？Q2：220℃~280℃时，试比较反应1和反应2的速率大小。Q3：为提高CH3OH的产率，应研发℃(在220℃~280℃的温度中进行选择)下催化活性更强的催化剂？理由是？【课堂小结】多重反应体系中化学反应的转化率和选择性分析方法【巩固训练】1.CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5kJ·mol−1Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol−1Ⅲ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH3＝－23.4kJ·mol−1在3.0MPa的恒压密闭容器中充入5.4molH2和2molCO2发生上述反应，CO2的平衡转化率、CH3OCH3和CO生成物的选择性随温度变化如图所示。下列说法不正确的是()A.曲线b表示CH3OCH3的选择性B.升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K持续减小C.350℃，达到平衡时，容器内H2O的物质的量小于1.7molD.高于280℃后，温度对反应Ⅱ的影响程度大于反应Ⅰ2.一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成二甲醚，主要发生下列反应：Ⅰ：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol−1Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol−1向密闭容器中充入1molCO2和3molH2，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(1)A点CO选择性为。(填数值)(2)下列