2019年高三化学复习专题三:催化剂

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专题:关于催化剂

一、催化剂能改变正逆反应的活化能,不能改变反应的ΔH

分析:应学会根据加入催化剂后的分步反应机理作出能量变化图(作图时注意决速步的活化能较高,分步后每一步的ΔH的高低),并理解其中原理。

读者可对比下列两种情况,作理解分析:







真题:(2014年浙江卷) CaSO4(s)+CO(g) CaSO4(s)+4CO(g) 请回答下列问题:

假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 C

CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1= +218.4kJ·mol-1 (反应Ⅰ) CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol

1



(反应Ⅱ)



A B C D




二、催化剂能改变未平衡状态的转化率和产物的选择性,不能改变平衡状态下的转化率 读者可分析下列高考题的(23)两小问的命题思路:

真题:(2016浙江卷)15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,Cu/ZnO催化剂存在下,CO2H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OHCO。反应的热化学方程式如下: CO2g+3H2gCO2g+H2g

CH3OHg+H2OgΔH1=-53.7kJ·mol-1 I COg+H2OgΔH2 II

某实验室控制CO2H2初始投料比为1:2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据: T(K) 543 543 553 553

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醛的百分比

已知:①COH2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1-285.8kJ·mol-1

H2Ol

H2OgΔH3=44.0kJ·mol-1

催化剂 Cat.1 Cat.2 Cat.1 Cat.2

CO2转化率(%

12.3 10.9 15.3 12.0

甲醇选择性(%

42.3 72.7 39.1 71.6

请回答(不考虑温度对ΔH的影响)

1)反应I的平衡常数表达式K=______;反应IIΔH2=______kJ·mol-1 2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有________________ A.使用催化剂Cat.1 B.使用催化剂Cat.2

C.降低反应温度

D.投料比不变,增加反应物的浓度 E.增大CO2H2的初始投料比

3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化

CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是 4在右图中分别画出I在无催化剂、Cat.1和由Cat.2三种情况下反应过程-能量示意..


【答案】1

c(CH3OH)c(H2O)

+41.2 2CD 3

c(CO2)c(H2)

3)表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在相同时间内催化剂Cat.2对反应Ⅰ加速明显,增大了甲醇的选择性。

4




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