Question

（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)＋CO₂(g)??2CO(g)　ΔH₁；
②CO(g)＋H₂O(g) H₂(g)＋CO₂(g)　ΔH₂；
③C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(g)　ΔH₃；
上述反应ΔH₃与ΔH₁、ΔH₂之间的关系为__________________________________。
（2）将CH₄转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为
2CH₄(g)＋3O₂(g) 2CO(g)＋4H₂O(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol^－1。
工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：
①X在750 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
②Y在600 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
③Z在440 ℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×10⁶倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是________________________________________________________；
（3）请画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

Answer 1

（1）ΔH₃＝ΔH₁＋ΔH₂
（2）Z　催化效率最高其活性温度低，节能(或催化活性高、速度快、反应温度低)
（3）

（1）①C(s)＋CO₂(g) 2CO(g)　ΔH₁
②CO(g)＋H₂O(g) H₂(g)＋CO₂(g)　ΔH₂
两式相加
C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(g)ΔH₃＝ΔH₁＋ΔH₂。
（2）选择催化剂，应看温度和催化效率，Z的催化效率最高时，温度低，且速率快，所以Z合适。（3）画图时，应注意在有催化剂时，反应物、生成物的总能量不变，ΔH不变，活化能减少。