微项目探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修第一册【衡中课堂】课时周测月考（鲁科

第二章 ! 化学反应的方向*限度与速率 '% !!! 微项目 ! 探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇 !!!化学反应选择与反应条件优化 一!核心知识 甲醇及合成方法简介 !! 目前有机原料按消费量排序#前 ; 位从大到小依次是 乙烯*丙烯*苯*甲醇$ "! 合成甲醇的原料 大多数国家用 62 ; 7 8 9 我国用煤和重渣油 #! 选择 61 # 作碳源合成甲醇的原因 ! " "工业废气中含大量 61 # #排放到空气中会带来环境 问题$ ! # "天然气*煤*石油属于不可再生资源#日渐减少$ ! % "用 61 # 合成甲醇符合绿色化学要求$ 选择合适的化学反应 !! 设计合成的反应 利用二氧化碳合成甲醇#还需要寻找氢源$如果选取 常见的水或氢气作为氢源#可能设计出以下两个反应$ " 61 # ! = " 3%2 # ! = &&& " 62 % 12 ! = " 32 # 1 ! = " !! %+ *;<!:>4& ( '() *" !! 3+*">>!"?& ( '() *" ( , *" # 61 # ! = " 3#2 # 1 ! = &&& " 62 % 12 ! = " 3 % # 1 # ! = " !! % +3?>?!;<4& ( '() *" !! 3+*;%!<>& ( '() *" ( , *" "! 判断反应能否自发进行 假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化$反应 " # ! % *# ! 3+ *;<!:>4& ( '() *" *#:< ,S ! *$!">>"? " 4& ( '() *" ( , *" @!!! 4& ( '() *" # 该反应属于放热熵减反应# !!! 温度时正向反应自 发进行$ 反应 # # ! %*# ! 3+3?>?!;<4& ( '() *" *#:<,S ! *$!$;%<> " 4& ( '() *" ( , *" @!!!! 4& ( '() *" #该 反应属于吸热熵减反应#在任何温度下正向反应 !!! 自 发进行$ 故工业用 61 # 合成甲醇时选择的是反应 !!! $ 选择适宜的反应条件 二氧化碳合成甲醇时发生的两个反应' 主反应' 61 # ! = " 3%2 # ! = &&& " 62 % 12 ! = " 32 # 1 ! = " ! ! %+*;<!:>4& ( '() *" 副反应' 61 # ! = " 32 # ! = &&& " 61 ! = " 32 # 1 ! = " !! %+ 3;"!">4& ( '() *" !! 从浓度角度分析' 增大反应物浓度#可以提高反应 !!! $对于主反应# 单方面增大氢气的浓度#能提高二氧化碳的 !!! #提 高生成物甲醇的产率$ "! 从压强角度分析' 主反应是气体分子数减小的反应#增大压强#有利于平 衡 !!!! 移动$如果再考虑副反应#该反应是气体 分子数不变的反应#增大压强平衡不移动#对甲醇的产 率没有影响$ #! 从温度角度考虑' 升温不利于放热的主反应的正向进行#但利于吸热的 副反应的正向进行#因此#温度越高#产率越 !!! $ 但这与事实不符!如图所示"#由图可知#甲醇的产率是 先提高再降低#其原因在于实际反应同时受到平衡移 动和反应速率两个方面的影响$ $! 从催化剂的角度考虑' 催化剂的活性受到组成*温度*压强等因素的影响$改 变催化剂的组成#可以有效地提高甲醇的产率和选 择性$ 结论'较高的 2 ! 2 # " ]2 ! 61 # "#较高的总压强*适宜的 温度和催化剂有利于反应 " 合成甲醇$ 二!巩固提升练 !! 锡是古老金属#锡之为器#自上古而延绵至今$锡素有 /盛水水清甜#盛酒酒香醇#储茶味不变#插花花长久0 的美称$金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂' @U1 # &&& 3#6 @U3#61 / #反应过程中能量的变化如图所示$下 列有关该反应的 ! % * ! 3 的说法中正确的是 ! !! " 7! ! % $ $ !! 3 $ $ ! 8! ! % # $ !! 3 $ $ 6! ! % $ $ !! 3 # $ 9! ! % # $ !! 3 # % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % $ '& !!! 课时周测月考 ! 化学 ! 选择性必修 " ! ., "! 有平衡体系' 61 ! = " 3#2 # ! = +, " 62 % 12 ! = " !! % $ $ #为了增加甲醇! 62 % 12 "的产量#应采用的正确