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（2）、（3）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，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下： CO2（g）+3H2（g）CO2（g）+H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I CO（g）+H2O（g）ΔH2 II

某实验室控制CO2和H2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：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O（l）

H2O（g）ΔH3=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II的ΔH2=______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CO2和H2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

成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、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意．．图。 ．


【答案】（1）

c(CH3OH)c(H2O)

+41.2 （2）CD 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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