微项目微项目 探讨探讨如何利用工业废气中的如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇二氧化碳合成甲醇1.通过利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇反应的选择以及对反应条件的优化，体会反应的焓变、熵变、化学平衡和速率相关知识的应用价值，形成从物质转化以及反应的方向、限度、快慢等多个角度综合分析、解决工业生产实际问题的基本思路2.通过本项目的学习，树立绿色化学理念，认识到利用化学反应将无用物质转化为有用物质是解决环境问题的重要途径之一发展目标发展目标1.探究二氧化碳合成甲醇的意义随着现代工业的快速发展，工业废气的排放量日益增大，带来的环境问题日益严重二氧化碳是工业废气中的常见物质，有关二氧化碳的综合开发利用越来越受到人们的关注1) 是一种基础有机化工原料，随着能源结构的改变，_将成为21世纪具有竞争力的清洁燃料之一2)如果能利用含有 的工业废气为碳源合成甲醇，既可为减少 的排放提供一种良好的解决方法，又可为 的合成提供一条绿色合成的新途径甲醇(CH3OH)甲醇二氧化碳二氧化碳甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇2.选择合适的化学反应设计适于工业生产的化学反应时，首先要考虑反应在指定条件下 ，其次要考虑 等。
3.选择适宜的反应条件选择适宜的反应条件时，一般要从 和 、 和 等多个方面综合考虑，并依据有关理论和 对所选择的条件进行论证例如，在选择温度条件时，需要综合考虑温度对 、反应速率和 的影响；在考虑调控反应体系中各组分浓度、促使平衡正向移动时，需要考虑如何 或 的发生及如何选择性地促进主反应正向移动能否正向自发进行原料的来源化学平衡化学反应速率主反应副反应实验数据平衡移动方向催化剂活性避免减少副反应探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇1.有人设计以氢气或水为原料，在298 K条件下，将工业废气中的二氧化碳合成甲醇的化学反应如下：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) H48.97 kJmol 1，S177.16 Jmol1K1CO2(g)2H2O(g)=CH3OH(g) O2(g)H676.48 kJmol1，S43.87 Jmol1K1分析上述两个反应，哪个反应更适宜于甲醇的工业生产？请说明理由深度思考深度思考】探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇提示提示反应适合工业合成甲醇假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化，根据题中提供的数据可知，反应为放热的熵减小反应，低温下能正向自发进行；而反应为吸热的熵减小反应，任何温度下反应都不能正向自发进行。
因此，工业上可利用反应，将工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇2.研究发现，以二氧化碳和氢气为原料合成甲醇时，通常还伴随着以下副反应：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)298 K时，该反应的焓变为41.17 kJmol1，熵变为42.08 Jmol1K1为减少副反应的发生，应采取低温、还是高温，阐述判断的理由提示提示应采取低温H2与CO2合成甲醇为放热、熵减小的反应，低温下能自发正向进行，而副反应为吸热、熵增加的反应，高温下能自发正向进行，因而为减少副反应的发生应选取的反应条件为低温探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇3.从反应限度的角度思考，工业用CO2合成甲醇，应选取的条件为：_提示提示理论上反应物的浓度越大、总压越高、温度越低，越有利于平衡正向移动因此，应尽可能增大反应物浓度，并在低温、高压条件下进行反应探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇4.为探究反应物的物质的量之比对反应的影响，表中列出了反应条件为温度553 K、总压2 MPa、催化剂为CuOZnOAl2O3时，CO2的转化率、CH3OH产率的数据：分析H2的浓度对合成甲醇反应的影响：_。
增大H2的浓度能比较有效的提高二氧化碳n(H2)n(CO2)21315171(CO2)/%11.6313.6815.9318.71(CH3OH)/%3.044.125.266.93的转化率和甲醇的产率探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇5.根据右图中的数据分析，温度在520 K左右时甲醇的产率最高，可是，温度升高时，甲醇的产率会先增大后减小的原因是_ 低于500 K时，温度升高，化学反应速率加快，甲醇产率增大；高于500 K时，升高温度，平衡左移，催化剂催化活性降低，反应速率减小，因而甲醇的产率减小探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇6.综合分析教材中的图表数据，你认为应选用哪种条件？答答案案以Cu、CuO为主要活性成分的铜基催化剂，温度范围通常为433543 K，n(H2)n(CO2)31，总压4 MPa条件下进行探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇【跟踪训跟踪训练练】温度/0100200300400平衡常数K/mol2L2667131.91022.41041105下列说法正确的是A.该反应的H0B.加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率C.工业上采用高温高压的条件，目的都是提高原料气的转化率D.t 时，向1 L密闭容器中投入0.1 mol CO和0.2 mol H2，平衡时CO的转化率为50%，则反应温度在0100 之间探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇解解析析由表格中数据可知，温度越高，K越小，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，H0，故A项正确；加压、增大H2浓度均能提高CO的转化率，而加催化剂对平衡移动无影响，不能提高CO的转化率，故B项错误；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，降低原料气的转化率，故C项错误；温度/0100200300400平衡常数K/mol2L2667131.91022.41041105探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇3 min时，c(CH3OH)c(CO2)，由于3 min后c(CH3OH)增大，c(CO2)减小，即v正v逆，因此用CO2表示的正反应的反应速率大于用CH3OH表示的逆反应的反应速率，C项错误；探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇试回答下列问题：(1)该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。
该反应平衡常数的表达式为_，为了降低合成甲醇的成本可以采用的措施是_ (任意写出一条合理的建议)放热增加CO2的充入量探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇解解析析W点表示在T0时反应达到平衡状态，达到平衡之后，升高温度，甲醇的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应该反应平衡常数的表达式K ，为了降低合成甲醇的成本可以采用的措施是：增加CO2的充入量探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇(2)解释OT0内，甲醇的体积分数变化趋势：_解解析析温度低于T0时，反应未达到平衡，反应正向进行，使甲醇的体积分数逐渐增大温度低于T0时，反应未达到平衡，反应正向进行，使甲醇的体积分数逐渐增大探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇(3)氢气在Q点的转化率_(填“大于”“小于”或“等于”，下同)氢气在W点的转化率；其他条件相同，甲醇在Q点的正反应速率_甲醇在M点的正反应速率解解析析Q点时反应未达到平衡状态，反应正向进行，甲醇的体积分数增大，氢气的转化率增大，所以Q点氢气的转化率小于W点的。
Q点和M点对应体系中各物质的浓度相同，M点对应的温度较高，反应速率较大小于小于探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇(4)图B表示氢气转化率(H2)与投料比 的关系，请在图B中画出两条变化曲线并标出曲线对应的条件，两条曲线对应的条件分别为：一条曲线对应的压强是1.01105 Pa；另一条曲线对应的压强是3.03105 Pa其他条件相同)答案答案如图探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇解解析析其他条件不变，随着氢气与二氧化碳体积比增大，氢气的转化率减小；该反应的正反应是气体分子数减小的反应，增大压强，氢气转化率增大探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇请回答下列问题：(1)制备合成气：将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L)，在一定条件下发生反应()；CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示已知100 时达到平衡的时间为5 min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H2)_100 时该反应的平衡常数K_；若升高温度，平衡常数K将_(填“增大”“减小”或“不变”)。
0.003 molL1min12.25104 mol2L2增大探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇图中p1_p2(填“”“”或“”)为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2，发生反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为_31(2)合成甲醇：在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下，向2 L的密闭容器中通入1 mol CO(g)和2 mol H2(g)，发生反应()反应()需在_(填“高温”或“低温”)下才能自发进行据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变，原因是_(用化学方程式表示)低温探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇敬请各位老师提出宝贵意见！。