第2章 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》课件 2022-2023学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

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 鲁科版高二化学选择性必修1第2章微项目 上课！ 1 1. 通过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。 科学探究与创新意识、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知 2.通过本项目的学习,树立绿色化学观念,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。 科学态度与社会责任 今天我们要完成一个项目，通过这个项目探究，我们要形成……，思路，并发展多维度的化学学科素养。 2 中央气象台10月2日10时发布寒潮蓝色预警，也是自2010年以来下半年最早发布的寒潮预警。 同时，南方的高温天气仍在持续，中央气象台已连续3天发布高温黄色预警。 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 今年的天气冷的特别早，是吧？ 3 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 这也是历史首次寒潮预警和高温预警同时发布。 4 2021年国内外十大天气气候事件评选活动由中国气象局主办，国家气候中心承办，国家气象中心、国家卫星气象中心、中国气象局公共气象服务中心、中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）等单位参与。 2021年中国十大天气气候事件 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 因为我国十大天气气候事件中的前9项都是极端天气。 5 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 那最近两年全球气候怎么样呢？ 6 目前，每年全球排放二氧化碳近400亿吨，其中我国二氧化碳减排任务尤为艰巨，而全球化石能源危机也正在显现。 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 温室效应导致了这一系列的气候变化，温室效应的主要原因就是……？ 7 节能 减排 “增吸” CO2 污染 能源 危机 新能源 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 作 为 碳 资 源 利 用 两大问题 科学态度与社会责任 8 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 随着能源结构的变化，有这样一种能源需求量十分巨大。 9 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 世界上大多数国家以天然气为主要原料合成甲醇，在我国则是以煤和重渣油为主要原料合成甲醇。 无论是天然气还是煤和重渣油，这些原料都日渐减少，有的甚至面临枯竭，因此人们正在积极寻找新的碳源来合成甲醇。 大家有没有什么设想？ 10 利用工业废气中的CO2合成CH3OH 确立项目 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 CH3OH 二氧化碳到甲醇，不但可以碳，还可以利用部分的氧。如果能完成这一段话，将能同时缓解污染和能源两大问题。 11 利用工业废气中的CO2合成CH3OH 确立项目 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 项目拆解 选择化学反应 设计化学反应 选择反应条件 综合优化条件 那如何才能完成这一方案呢?从化学的视角分析，我们需要进行哪些工作。首先 12 由CO2为碳源，设计生成CH3OH的化学反应。 CO2 任务1 设计化学反应 CH3OH 项目背景 2CO2+4H2O = 2CH3OH+3O2 CO2+3H2 = CH3OH+H2O 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 科学探究与创新意识 想想～～需要什么反应物？发展一下你的科学探究与创新意识，交流讨论：设计一下相应的反应吧 13 对设计出的反应进行可行性分析。 任务2 选择化学反应 ΔH1= -48.97 kJ·mol-1 ΔS1= -177.16 J·mol-1·K-1 ΔH2= +676.48 kJ·mol-1 ΔS2= -43.87 J·mol-1·K-1 以上为298 K，100kPa条件下 ΔH、ΔS数据，假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化。 . CO2(g)+2H2O(g) =CH3OH(g)+3/2O2(g) CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 反 应 可 行 反应不可行 证据推理 采取哪个反应合成甲醇更有利? 在科研人员调试反应条件的过程中，监测到了除甲醇之外的物质，为什么会出现? . CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.17 kJ·mol-1 ΔS=+42.08 J· mol-1·K-1 副反应 项目背景 项目规划 项目研讨 项目评估 项目方案 项目成果 . . CO2(g)+H2