《微项目 探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇》参考课件.pptxVIP

第2章化学反应的方向、限度与速率;“温室效应”是当代人类社会面临的全球性环境问题之一，如果大气中的二氧化碳气体含量增加1倍，全球的年平均气温将升高1.5~4.5℃。科学家预测，随着人类活动产生的温率气体大量增加，到2100年，全球气温将上升2~5℃。随着温室效应的不断增强，将对人类生存环境和社会经济发生重大影响。有的科学家认为，随着全球气候变暖，两极冰雪会部分融化，从而导致海平面上升，使沿海的一些国家和城市被海水淹没。另外，随着气温升高，各地区降水和干湿状况也会发生变化，气候变化还会引起一些疾病蔓延，危害人体健康等。因此二氧化碳的“温室效应”，已引起世界各国的普遍关注。温室效应使地球温度升高，会让南北极冰川融化、海平面上升。继而引发一系列人类不可承受的天灾。近几年，全球气温变暖导致的灾难性后果是肉眼可见的，全球范围内频频出现几十年难遇、百年难遇的洪涝干旱，暴风、冰雪、极寒酷热天气。;1、国内几十年不见的极端天气频发：2008年南方雪灾。2012年北京61年不遇的大暴雨。2018年超强台风“山竹”。2021年河南大暴雨等等。;海水酸化:海洋为我们提供了丰富的生物资源，并且通过大量吸收大气中的二氧化碳，减缓了大气中二氧化碳的上升趋势。但是随着大气中二氧化碳的总量不断增加，二氧化碳不断溶于海水中，最终使得海水的PH值降低。研究表明从1751-1994年海洋表明的PH值平均下降了0.075，这可能对海洋生物油漆是甲壳类、无脊椎生物的生存有威胁。海洋是地球生物的气源，海洋酸化作为温室气体引发的又一个环境问题，海水酸化不仅可能引发海水化学组分发生变化，还可能改变海洋生态系统的生物链，甚至对全球气候产生影响。;思考：如何解决二氧化碳排放对环境造成的影响？;假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化，已知298K，100kPa时，有如下反应:

①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H?O(g)

②CO2(g)+2H20(g)=CH3OH(g)+302(g)

;项目活动2选择适宜的反应条件;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：

CO?(g)+H?(g)=CO(g)+H?O(g)

ΔH=+41.17kJ.mol-1ΔS=+42.08J.mol-1·K-1;发现问题:

升温，不利于主反应的平衡正向移动，同时副反应正向移动，副产物增多;使用催化剂加快反应速率，但不影响反应转化率，同时催化剂活性受温度影响。;1、不同n(H2)∶n(CO2)对反应的影响

;2、改变压强对反应的影响

;3、温度对反应的影响

;4、催化剂的组成对反应的影响

;在生产和科研实际中，我们常常需要设计新的反应路线或设计试制新的化学品。这时，首先需要判断所设计反应是否可行，即判断在某种条件下所设计反应是不能够下向自发进行、能进行到什么程度。只有在确知所设计反应可以正向自发进行时，才能进一步考虑反应的速率问题并采取具体措施，如选用催化剂等。;1.已知反应3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)ΔH＜0，图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时，D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采用的措施是（）

①增大A的浓度②升高温度③增大D浓度

④加入催化剂⑤恒温下，缩小反应容器体积

⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变

A.①②③B.④⑤C.③④⑤D.④⑤⑥

;2.CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于减小温室效应，其主要反应为CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH＝+247kJ·mol?1，同时存在以下反应：积碳反应：CH4(g)?C(s)+2H2(g)ΔH＝+75kJ·mol?1，消碳反应：CO2(g)+C(s)?2CO(g)ΔH＝+172kJ·mol?1，积碳会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图。下列说法正确的是（）

A.?高压利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳

B.?增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳

C.?升高温度，积碳反应的化学平衡常数K减小，消碳反应的K增大

D.?温度高于600℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的

化学反应速率加快，积碳量减少;3.利用CO和H2可以合成甲醇，反应原理为CO(g)+2H?(g)CH3OH(g)。一定条件下，