19. 催化还原
是解决温室效应及能源问题的重要手段之一、研究表明,在
催化剂存在下,
和
可发生两个平行反应,分别生成
和
。反应的热化学方程式如下:
I
Ⅱ
某实验室控制
和
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:
实验编号 | 温度(K) | 催化剂 | 转化率() | 甲醇选择性() |
a | 543 | | 12.3 | 42.3 |
b | 543 | | 10.9 | 72.7 |
c | 553 | | 15.3 | 39.1 |
d | 553 | | 12.0 | 71.6 |
【备注】
纳米棒;
纳米片;
甲醇选择性:转化的
中生成甲醇的百分比。
已知:①
和
的燃烧热分别为
和
②
回答下列问题(不考虑温度对
的影响):
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式
___________;反应Ⅱ的
______。
(2)有利于提高
转化为
平衡转化率的措施有
______。
A.使用催化剂
B.使用催化剂
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大
和
的初始投料比
(3)对比实验a和c可发现:相同催化剂下,温度升高,
转化率升高,而甲醇的选择性却降低,请解释甲醇选择性降低的可能原因
______。对比实验a和b可发现:相同温度下,采用
纳米片使
转化率降低,而甲醇的选择性却提高,请解释甲醇的选择性提高的可能原因
______。
(4)在下图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有
和由
三种情况下“反应过程-能量”示意图
___。
(5)研究证实,
也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在
___________极,该电极反应式是
___________。