Question

（1）生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應(yīng)：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；
上述反應(yīng)ΔH₃與ΔH₁、ΔH₂之間的關(guān)系為__________________________________。
（2）將CH₄轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應(yīng)原理為
2CH₄(g)＋3O₂(g) 2CO(g)＋4H₂O(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol^－1。
工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對(duì)X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(其他條件相同)：
①X在750 ℃時(shí)催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×10⁵倍；
②Y在600 ℃時(shí)催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×10⁵倍；
③Z在440 ℃時(shí)催化效率最高，能使逆反應(yīng)速率加快約1×10⁶倍；
根據(jù)上述信息，你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”)，選擇的理由是________________________________________________________；
（3）請(qǐng)畫出（2）中反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注。

Answer 1

（1）ΔH₃＝ΔH₁＋ΔH₂
（2）Z　催化效率最高其活性溫度低，節(jié)能(或催化活性高、速度快、反應(yīng)溫度低)
（3）

（1）①C(s)＋CO₂(g) 2CO(g)　ΔH₁
②CO(g)＋H₂O(g) H₂(g)＋CO₂(g)　ΔH₂
兩式相加
C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(g)ΔH₃＝ΔH₁＋ΔH₂。
（2）選擇催化劑，應(yīng)看溫度和催化效率，Z的催化效率最高時(shí)，溫度低，且速率快，所以Z合適。（3）畫圖時(shí)，應(yīng)注意在有催化劑時(shí)，反應(yīng)物、生成物的總能量不變，ΔH不變，活化能減少。