二氧化碳是主要的溫室氣體,也是一種工業(yè)原料。將其固定及利用,有利于緩解溫室效應(yīng)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。
(1)用二氧化碳合成甲醇。
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1348kJ/mol
在催化劑作用下,CO2(g)和H2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)和H2O(g),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-52 kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-52 kJ/mol
。
(2)用二氧化碳與環(huán)氧丙烷()反應(yīng)合成可降解塑料PPC,同時(shí)也能生成副產(chǎn)物CPC,其化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示:在不同溫度和壓強(qiáng)下,PPC的選擇性(產(chǎn)物中PPC的質(zhì)量與產(chǎn)物總質(zhì)量的比值)和總產(chǎn)率(產(chǎn)物總質(zhì)量與反應(yīng)物投料總質(zhì)量的比值)如下表所示。
序號(hào) |
溫度/℃ |
壓強(qiáng)/MPa |
總產(chǎn)率/% |
PPC的選擇性/% |
ⅰ |
25 |
0.5 |
90 |
92.1 |
ⅱ |
25 |
1.5 |
94.9 |
>99 |
ⅲ |
25 |
2.0 |
95.4 |
>99 |
ⅳ |
40 |
1.5 |
95.6 |
96.2 |
ⅴ |
60 |
1.5 |
99 |
76 |
①通過(guò)表中數(shù)據(jù)ⅰ、ⅱ、??梢缘贸龅慕Y(jié)論是
其他條件相同,壓強(qiáng)越大,總產(chǎn)率和PPC的選擇性均越高
其他條件相同,壓強(qiáng)越大,總產(chǎn)率和PPC的選擇性均越高
。
在25℃時(shí),實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)壓強(qiáng)為1.5Mpa,而不是2.0Mpa,理由是
壓強(qiáng)為1.5 MPa時(shí),總產(chǎn)率和PPC的選擇性已經(jīng)很高了,增加到2.0 MPa,兩者增幅不大,但是對(duì)設(shè)備和能源要求提高了,不經(jīng)濟(jì)
壓強(qiáng)為1.5 MPa時(shí),總產(chǎn)率和PPC的選擇性已經(jīng)很高了,增加到2.0 MPa,兩者增幅不大,但是對(duì)設(shè)備和能源要求提高了,不經(jīng)濟(jì)
。
②通過(guò)表中數(shù)據(jù)ⅱ、ⅳ、ⅴ可知溫度升高會(huì)使PPC的選擇性下降,結(jié)合如圖說(shuō)明其原因可能是
溫度升高,速率的增幅副反應(yīng)大于主反應(yīng),或溫度升高,有利于PPC反應(yīng)生成CPC
溫度升高,速率的增幅副反應(yīng)大于主反應(yīng),或溫度升高,有利于PPC反應(yīng)生成CPC
。