题目内容

【题目】多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:

下列说法正确的是( )

A.反应Ⅱ的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=+akJ/mol(a>0)

B.1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量

C.选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,有利于减少过程中的能耗

D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂

【答案】C

【解析】

由反应机理图可知,反应Ⅰ为:CH3OH =2H2+CO,反应Ⅱ为:CO+H2O=H2+CO2。由能量图可知,反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,对比能量图中反应Ⅰ的反应物所具有的能量和反应Ⅱ的生成物所具有的能量,可知反应Ⅰ的反应物和反应Ⅱ的生成物所具有的能量的大小关系为:EⅡ生>EⅠ反。据此进行分析。

A.结合能量图可知,反应Ⅱ为放热反应,根据反应机理图可知,反应Ⅱ的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=-akJ/mol(a>0),A项错误;

B.结合反应机理和能量图可知,EⅡ生>EⅠ反,即1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,B项错误;

C.催化剂可以通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能,从而可减少反应过程的能耗,C项正确;

D.CO(g)属于中间产物,不是催化剂。D项错误;

答案选C。

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