Question

17．在催化劑作用下，可由甲醇和CO₂直接合成碳酸二甲酯：CO₂+2CH₃OH-→CO（OCH₃）₂+H₂O．某研究小組在其他條件不變的情況下，通過研究催化劑用量分別對轉化數（TON）的影響來評價催化劑的催化效果．計算公式為TON=轉化的甲醇的物質的量/催化劑的物質的量．根據該研究小組的實驗及催化劑用量TON的影響圖，判斷下列說法不正確的是（　　）

• A． 由甲醇和CO₂直接合成碳酸二甲酯，可以利用價廉易得的甲醇把影響環境的溫室氣體CO₂轉化為資源，在資源循環利用和環境保護方面都具有重要意義
• B． 在反應體系中添加合適的吸水劑，將提高該反應的TON
• C． 當催化劑用量為1.2×10^-5 mol時，該反應的TON達到最高點
• D． 當催化劑用量高于1.2×10^-5 mol時，隨著催化劑用量的增加，甲醇的平衡轉化率逐漸降低

Answer 1

分析 A、在催化劑作用下，可由甲醇和CO₂直接合成碳酸二甲酯（DMC）：CO₂+2CH₃OH→CO（OCH₃）₂+H₂O，可以減少二氧化碳的排放；
B、添加合適的吸水劑，導致生成物濃度減小，平衡右移；
C、由圖象得出當催化劑用量為1.2×10^-5 mol時，TON的變化；
D、結合TON=$\frac{轉化的甲醇的物質的量}{催化劑的物質的量}$，計算分析判斷．

解答 解：在催化劑作用下，可由甲醇和CO₂直接合成碳酸二甲酯（DMC）：CO₂+2CH₃OH→CO（OCH₃）₂+H₂O，
A．依據反應化學方程式可知，甲醇和二氧化碳反應生成DMC和水，由甲醇和CO₂直接合成DMC，可以利用甲醇把影響環境的溫室氣體CO₂轉化為資源，在資源循環利用和環境保護方面都具有重要意義，故A正確；
B．在反應體系中添加合適的脫水劑，減少生成物濃度，平衡正向進行，將提高該反應的TON，故B正確；
C．由圖象可知，當催化劑用量等于1.2×10^-5mol時，該反應的TON達到最高點，故C正確；
D．當催化劑用量高于1.2×10^-5mol時，隨著催化劑用量的增加，TOM減小，即TOM的分母（催化劑的用量）增大，但是甲醇的平衡轉化率不變，故D錯誤，
故選D．

點評 本題考查圖象分析方法，平衡影響因素，中等難度，充分運用題中信息是解答本題的關鍵，題目難度中等．