Question

（1）生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應(yīng)：①C(s)＋CO2(g)??2CO(g)　ΔH1；

②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2；

③C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH3；

上述反應(yīng)ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系為__________________________________。

（2）將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應(yīng)原理為

2CH4(g)＋3O2(g) 2CO(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－1 038 kJ·mol－1。

工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)：

①X在750 ℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

②Y在600 ℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

③Z在440 ℃時催化效率最高，能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍；

根據(jù)上述信息，你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”)，選擇的理由是________________________________________________________；

（3）請畫出（2）中反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標(biāo)注。

 

Answer 1

（1）ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

（2）Z　催化效率最高其活性溫度低，節(jié)能(或催化活性高、速度快、反應(yīng)溫度低)

（3）

【解析】（1）①C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH1

②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2

兩式相加

C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。

（2）選擇催化劑，應(yīng)看溫度和催化效率，Z的催化效率最高時，溫度低，且速率快，所以Z合適。（3）畫圖時，應(yīng)注意在有催化劑時，反應(yīng)物、生成物的總能量不變，ΔH不變，活化能減少。