Question

【题目】大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。

以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸，请写出该反应的化学方程式：____。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为____时，催化剂的活性最好，效率最高。请解释图中250～400℃时乙酸生成速率变化的原因：250～300℃时___；300～400℃时___。

Answer 1

【答案】CO2+CH4CH3COOH 250℃ 催化剂效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因 温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因

【解析】

CO2和CH4在催化作用下生成CH3COOH，方程式为CO2+CH4CH3COOH，由图象可知，当温度低于250℃时，催化剂的催化效率和乙酸的生成速率为温度的升高而增大，250℃时均达到最大值，当温度高于250℃时，催化剂的催化效率和乙酸的生成速率为温度的升高而降低，温度高于300℃时，催化剂的催化效率继续降低，乙酸的生成速率却随温度的升高而增大。

CO2和CH4在催化作用下生成CH3COOH，方程式为CO2+CH4CH3COOH，由图象可知，当温度低于250℃时，催化剂的催化效率和乙酸的生成速率为温度的升高而增大，250℃时均达到最大值，当温度高于250℃时，催化剂的催化效率和乙酸的生成速率为温度的升高而降低，温度高于300℃时，催化剂的催化效率继续降低，乙酸的生成速率却随温度的升高而增大，因此在250℃-300℃之间，催化剂是影响反应速率的主要因素，催化效率的降低，导致反应速率也降低；在300℃-400℃时，催化效率降低且变化程度较小，反应速率增加明显，因此过程中温度是影响反应速率的主要因素，温度越高，反应速率越快。

条件	原则
从化学反应速率分析	既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析	既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析	增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析	如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析	注意催化剂的活性对温度的限制