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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 催化反应 » 热力学和催化反应
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wljy99

银虫 (小有名气)

[求助] 热力学和催化反应 已有3人参与

有些反应在一定温度下，明明热力学上吉布斯自由能变大于0，不能自发进行，为什么选择好合适摧化剂尤其是复合催化剂之后，就会有转化率？比如：
CO2（g） + 3H2 (g)→ CH3OH(g) + H2O(g), ΔG270℃ =50.344kJ/ mol−1,但是实际却是：

Catalyst                 Preparation method             T/°C        CO2 conversion (%)           Methanol selectivity (%)        Methanol activity (mol kg−1 cat. h)        Ref.

Cu/Zn/Ga/SiO2 co-impregnation                       270                    5.6                                    99.5                                        10.9                                                  154
Cu/Ga/ZnO           co-impregnation                       270                    6.0                                    88.0                                          11.8                                                    155
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1楼 2017-02-15 10:29:09
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zatnlsc

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
凌乱奥利奥: 金币+2, 感谢应助 2017-02-15 22:25:17
wljy99(费姚永芬代发): 金币+20 2017-02-24 09:22:34
首先，催化剂肯定不改变热力学
其次，deltaG>0时，反应肯定不能自发进行。
但此处所谓的反应deltaG>0，意思是当前各物种都处于相同温度和分压，反应将自发逆向进行
而实际情况往往是远离平衡态的，反应物多，生成物几乎没有，且CO2和H2都是高压，以dG=Vdp来看，反应物G还会增加，平衡还会向生成物方向移动，将这些因素考虑进去，当前deltaG仍是<0，而随着反应进行，生成物增加，上限是进行到deltaG=0为止。
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qq815441102
2楼2017-02-15 14:37:12
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纳米堂阿杜

至尊木虫 (著名写手)
你确定实际反应就是这个？

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业精于勤荒于嬉，行成于思毁于随
3楼2017-02-15 18:38:54
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zyhou

专家顾问 (文坛精英)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
凌乱奥利奥: 金币+2, 感谢应助 2017-02-15 22:25:26
你把问题简单化了，根据热力学方程，:△G = -RT ln K，可以计算平衡转化率的。
并不是说“deltaG>0时，反应肯定不能进行”
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4楼2017-02-15 19:30:17
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qm13426292146

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
热力学的问题不是特别懂。但涉及到反应本身楼主需要考虑以下问题，CO2+H2在题述的反应条件下不可避免的会进行 RWGS 反应，即CO2+H2生成 CO+H2O，这样一来，热化学方程是否会改变？更为重要的是，有了 CO 和 H2，在270 oC的温度下，在本条件下发生化学反应就很好理解了！
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5楼2017-02-16 08:43:16
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wljy99

银虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by qm13426292146 at 2017-02-16 08:43:16
热力学的问题不是特别懂。但涉及到反应本身楼主需要考虑以下问题，CO2+H2在题述的反应条件下不可避免的会进行 RWGS 反应，即CO2+H2生成 CO+H2O，这样一来，热化学方程是否会改变？更为重要的是，有了 CO 和 H2，在2 ...

问题是RWGS反应在低温下G变化是正值，反应不自发呀

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6楼2017-02-16 09:05:22
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qm13426292146

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感觉二楼说的有道理！如果G 的变化值是通过查表计算得到的，那么要注意此值是代表标准状态的，针对此实际问题，初始状态时只有反应物，没有生成物，那么从化学反应等温式来计算的话，此时的 G 变化值应该是负的；另外，化学反应自发向 G 变化值小于零的方向进行，是有前提条件的，如二楼所说，那就是在等温等压下。
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7楼2017-02-18 21:53:59
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sunruiyan

金虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by zyhou at 2017-02-15 12:30:17
你把问题简单化了，根据热力学方程，:△G = -RT ln K，可以计算平衡转化率的。
并不是说“deltaG>0时，反应肯定不能进行”

你好，可以这么理解吗：即使在某一温度下吉布斯自由能大于零的反应，在该温度下不能自发进行但是仍然可以进行，只是平衡常数很小，所以生成的产物非常少？
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8楼2017-08-04 19:54:51
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zyhou

专家顾问 (文坛精英)
引用回帖:
8楼: Originally posted by sunruiyan at 2017-08-04 19:54:51
你好，可以这么理解吗：即使在某一温度下吉布斯自由能大于零的反应，在该温度下不能自发进行但是仍然可以进行，只是平衡常数很小，所以生成的产物非常少？...

就是这样的。
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9楼2017-08-04 20:21:19
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