Question

【题目】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，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO，反应的热化学方程式如下：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－53.7kJmol-1 I

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 II

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：

T（K）	催化剂	CO2转化率（%）	甲醇选择性（%）
543	Cat.1	12.3	42.3
543	Cat.2	10.9	72.7
553	Cat.1	15.3	39.1
553	Cat.2	12.0	71.6

[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中生成甲醇的百分比

（1）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___。

（2）在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图___。

Answer 1

【答案】表中数据表明此时未达到平衡，不同的催化剂对反应I的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响

【解析】

（1）不同的催化剂的催化能力不同，催化剂具有选择性；

（2）加入催化剂，可降低反应的活化能，催化能力越强，活化能越低，但反应热不变。

（1）从数据可知，在相同的温度下，不同的催化剂对CO2的转化率的影响不同，说明不同的催化剂的催化能力不同，相同的催化剂所处的温度不同，CO2的转化率也不同，且温度越高转化率越大，正反应为放热反应，说明数据是未达到平衡时的数据；

（2）从表格中的数据可知咋催化剂Cat.2的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂Cat.2对反应I催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低，因此图象为：。