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2023届高考化学二轮复习反应原理综合题复习作业含答案
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这是一份2023届高考化学二轮复习反应原理综合题复习作业含答案,共42页。试卷主要包含了I.人类使用能源经历了三个时期等内容,欢迎下载使用。
化学反应原理综合题
1.(2021·安徽·模拟预测)苯乙烯是重要的有机合成单体,常用乙苯为原料合成。
(1)以CO2和乙苯为原料合成的苯乙烯,其过程如图1,有“一步”途径1和“二步”途径2的两种推测:
则CO2(g)+(g)(g)+CO(g)+H2O(g)的K3_______(用含K1、K2的代数式表达)。
(2)向刚性容器中充入10 mol CO2和10 mol乙苯,发生反应CO2(g)+(g)(g)+CO(g)+H2O(g),在不同温度下测得平衡时各物质的体积分数如图2。可知∆H3_______0。相同温度下CO2转化率低于乙苯,推知发生了副反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),由图像知该反应∆H_______0。
(3)某研究团队找到乙苯直接脱氢的高效催化剂,反应原理如图:
(g)H2(g)+(g) ∆H1
①已知部分化学键键能数据如表所示:
共价键
C-C
C-H
C=C
H-H
键能(kJ/mol)
347.7
413.4
615
436
则∆H1=_______。
②实际过程中,通常向乙苯中掺入水蒸气,保持体系总压为100 kPa的条件下进行。乙苯平衡转化率与温度、投料比m[m=]的关系如图3。则投料比m1、m2、m3由大到小的关系为_______。
③若m2=5:1,则A点温度下,该反应的平衡常数Kp=_______。若其他条件不变,将恒压调整为恒容状态,则A点对应的乙苯的平衡转化率_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)实验测得,乙苯脱氢的速率方程为正=k正p乙苯,逆=k逆p苯乙烯p氢气(k正、k逆为速率常数,只与温度有关),图4中③代表lgk逆随的变化关系,则能代表lgk正随的变化关系的是_______。
2.(2021·全国·模拟预测)氮的化合物在生产实践及科学研究中应用广泛
(1)目前工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:
2NH3(1)+H2O(1)+CO2(g)⇌(NH4)2CO3(aq)K1
NH3(l)+H2O(1)+CO2(g)⇌NH4HCO3(aq)K2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)⇌2NH4HCO3(aq)K3
则K3=___(用含K1、K2的代数式表示)。
(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g);ΔH=akJ·mol-1。起始时按n(CO2):n(H2)=1:3的投料比充入20L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时H2和H2O的物质的量如图甲所示:
①a___0(选填“>”或“<”)。
②下列说法正确的是___(填字母序号)。
A.使用催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率
B.其它条件不变时,若扩大容器容积,则v正减小,v逆增大
C.测得容器内混合气体密度不随时间改变时,说明反应已达平衡
③393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2):n(H2)=1:3投入CO2和H2,则将___(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)N2H4为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,常温下,向10mL0.1mol/L的联氨溶液中,滴加0.1mol/L的HCl溶液xmL溶液中N2H4、N2H、N2H的物质的量分数δ随溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]变化的曲线如图所示。
①25℃时,写出N2H4在水中第一步电离方程式___。
②25℃时,N2H4在水中的第二步电离常数值为___。
③工业上利用NH3制备联氨(N2H4)装置如图,试写出其阳极电极反应式:___。
3.(2022·江西·临川一中模拟预测)丙烯是三大合成材料的基本原料之一,其用量最大的是生产聚丙烯。另外,丙烯可制备1,2-二氯丙烷,丙烯醛等。回答下列问题:
I.工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)⇌CH2ClCHClCH3(g) △H1=-134kJ∙mol-1
②CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)⇌CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) △H2=-102kJ∙mol-1
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)⇌CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(逆)为164kJ∙mol-1,则该反应的活化能Ea(正)为_______kJ∙mol-1
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/KPa
80
74.2
69.4
65.2
61.6
57.6
57.6
用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即ν=△p/△t,则反应①前180min内平均反应速率ν(CH2ClCHClCH3)=_____Kpa/min-1(保留小数点后2位)。
II.丙烯的制备方法
方法一:丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应:C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ∙mol-1
(3)①某温度下,在刚性容器中充入C3H8,起始压强为10kpa,平衡时总压强为14kpa,C3H8(的平衡转化率为____。该反应的平衡常数Kp=____Kpa(保留小数点后2位)
②总压分别为100kpa和10kpa时发生该反应,平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示。
10kpa时C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是____、____。
③高温下,丙烷生成丙烯的反应在初期阶段的速率方程为:r=k×c(C3H8),其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是____。
A.增加丙烷浓度,r增大 B.增加H2浓度,r增大
C.丙烯的生成速率逐渐增大 D.降低反应温度,k减小
方法二:丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、CO2等副产物,制备丙烯的反应:C3H8(g)+1/2O2(g)⇌ C3H6(g)+H2O(g) △H=-118kJ∙mol-1,在催化剂的作用下C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图2所示。
(4)图中C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是_____,观察图2,回答能提高C3H6选择性的措施是___(C3H6的选择性=)
4.(2022·全国·模拟预测)I.人类使用能源经历了三个时期。
(1)柴草时期
从能量转化的角度看,木材燃烧时化学能主要转化成_______能和光能。
(2)化石能源时期
迄今为止,煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源。煤的综合利用有_______、煤的气化和煤的液化等:石油经分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油,通过催化裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯等,通过结构的重新调整可得到芳香烃类化合物。
(3)多能源结构时期
基于环保理念,天津市将逐步减少传统燃油汽车的使用,燃料电池汽车将有更广阔的发展前景。如图1所示为氢氧燃料电池的示意图,其基本工作原理与铜锌原电池的相同。根据图中电子流动方向判断,A电极的电极反应方程式为_______,氢氧燃料电池的优点是_______(写一条即可)。
II.氮的循环对人类的生产和生活具有重要意义,图2为氮的部分循环过程:
(4)上述转化中,属于氮的固定的是_______(填标号)。
(5)步骤②,以氨气为原料制备两种常见氮肥的反应如下:
a.NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
b.2NH3(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(NH2)2(s) ΔH___>___c(HA2-)>c(OH-),结合图4中的II,当溶液中的=101.8,此时溶液的pH=____。
5.(2021·宁夏·银川市第六中学模拟预测)碳、氮、硫是重要的非金属元素,在工农业生产中有广泛的应用。
(1)用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼,氧化剂是液态N2O4.二者在反应过程中放出大量能量,同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下,1g燃料完全燃烧释放出的能量为,请写出该反应的热化学方程式___________。
(2)298K时,在2L的密闭容器中,发生可逆反应 kJ·mol-1,(a>0) N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1,平衡时,的浓度为的2倍,回答下列问题。
① 0-20s内用N2O4表示的平均反应速率为___________。
②298K时,该反应的平衡常数为 ___________ (保留两位小数)。
③ 在温度为T1、T2时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图2所示。下列说法正确的是 ___________。
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B﹤C
c.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
④ 若反应在398K进行,某时刻测得上述容器中 ,则此时V(正) ___________ V(逆)( 填>、﹤、=)”。
(3)在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100mL 溶液中滴加溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示,试分析图中a、b、c、d、e五个点,并填空。
① 水的电离程度最大的是 ___________点;
② 其溶液中的数值最接近的电离常数K数值的是 ___________点。
6.(2021·山东师范大学附中模拟预测)“绿水青山就是金山银山”,研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)已知:
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式____。
(2)T℃时,存在如下平衡:。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为:,(k正、k逆是速率常数),且lgv正~lgc(NO2)与lgv逆~lgc(N2O4)的关系如图所示。
①T℃时,该反应的平衡常数K=____。
②T℃时,往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L,则平衡时NO2的物质的量分数为__(以分数表示)。平衡后v正=___(用含a的表达式表示)。
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。热解温度为500℃、900℃得到的煤焦分别用S-500、S-900表示,相关信息如下表:
煤焦
元素分析(%)
比表面积(cm2∙g-1)
C
H
S-500
80.79
2.76
105.69
S-900
84.26
0.82
8.98
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过如下反应器。不同温度下,进行多组平行实验,测定相同时间内NO的出口浓度,可得NO的脱除率与温度的关系如下图所示。[已知:NO的脱除主要含吸附和化学还原(ΔH0。
①该反应在_______(填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入2 mol CH4(g)和2 mol NH3(g),发生上述反应,10 min末达到平衡状态,测得NH3的体积分数为30%。则0~10 min内,用HCN的浓度变化表示的平均反应速率为_______;CH4的平衡转化率为_______;该温度下,该反应的平衡常数K=_______ ( mol/L)2
(3)在催化剂作用下,CO还原NO2进行汽车尾气处理:2NO2(g) + 4CO(g) ⇌4CO2(g)+ N2(g) ΔH”、“”、“0,ΔS>0,高温条件下可自发进行,故答案为:高温;
②2L恒容密闭容器中充入2 mol CH4(g)和2 mol NH3(g),则两者起始浓度均为:1mol/L,设平衡时甲烷的浓度变化量为xmol/L,列三段式得:
NH3(g)的体积分数=,解得:x=0.25,
用HCN的浓度变化表示的平均反应速率==0.025 mol·L-1·min-1;
CH4的平衡转化率==25%;
该温度下,该反应的平衡常数K===0. 1875;
故答案为:0.025 mol·L-1·min-1;25%;0. 1875;
(3)①由图可知,三者对应的速率:C>B>A,三种催化剂对速率的影响C>B>A,活化能越低反应速率越快,可知催化剂C使活化能降低的更多,其活化能最小,故答案为:E(C)
②在催化剂B作用下,温度高于300℃,处理NO2的量随温度升高而减小,且催化剂的效率保持不变,则原因是该反应正向为放热反应,温度升高平衡逆向移动,使得NO2的量减小,故答案为:该反应为放热反应,300 ℃时已经达到平衡状态,温度升高平衡逆向移动;
(4)Na2SO3溶液中c(Na+ )>c(SO),SO水解生成HSO和OH-,使溶液显碱性,c(OH-)>c(H+ ),同时水电离也生成OH-,则c(OH-)>c( HSO),则溶液中离子浓度的大小为:c(Na+ )>c(SO)>c(OH-)>c( HSO)>c(H+ ),故答案为:c(Na+ )>c(SO)>c(OH-)>c( HSO)>c(H+ );
8. 丙>甲>乙 135 > 阴极
【解析】
(1) ①
②
利用盖斯定律,将反应①-②×2,即得第二步反应为,其反应热为。答案为:;;
(2)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按、投料,比较三个容器中达到平衡时的转化率大小,以甲为参照物,乙相当于甲升高温度,平衡逆向移动,SO2的转化率降低,丙相当于甲加压,平衡正向移动,SO2的转化率增大,所以SO2的转化率从大到小的顺序为丙>甲>乙。答案为:丙>甲>乙;
(3)在T℃和下,向容器丙中,加入和,达到平衡后的转化率为60%。可建立如下三段式:
则=135;相同条件下,若按、、进行投料,浓度商Qp==30<135,表明反应正向进行,所以反应开始时>。答案为:135;>;
(4)已知的电离平衡常数为,,则的水解常数Kh2==6.49×10-13<,所以溶液中以的电离为主,从而得出含S元素粒子浓度由大到小的顺序为。由图中可知,A电极生成H2,则表明得电子,从而表明A电极为阴极,B电极为阳极;在阳极,失电子生成和H+,电极反应式为。答案为:;阴极;。
9. d 1 减少的投料比(或及时移出产物) bc 300℃到400℃之间,温度比催化剂对甲酸的生成速率影响大,因此温度升高,化学反应速率加快,所以甲酸生成速率加快
【解析】
(1)CH4的燃烧热,的蒸发热,由此可得:①,②,由盖斯定律可知反应可由-2×②-①得到,则,故答案为:;
(2)①若,温度升高时平衡正向移动,则甲烷和氧气的量增大,且两者系数比为1:2,可知相同时间内变化量大的为氧气,小的为甲烷,结合图像可知d为甲烷,c代表氧气,a代表水,b代表二氧化碳,故答案为:d;
②350℃时,A点时的浓度相同,由反应可知和按1:2投料,同时按照1:2反应,则平衡时的浓度为的2倍,的浓度是甲烷浓度的2倍,则平衡常数K==1,为提高CO2的转化率,需使平衡正向移动,除改变温度外,还可以减少的投料比(或及时移出产物),故答案为:1;减少的投料比(或及时移出产物);
③a.浓度相等不是平衡特有的特征,不可判断反应到达平衡状态,故a错误;
b.消耗1 mol CO2同时断裂4 mol C-H键说明消耗1mol二氧化碳的同时消耗1mol甲烷,可知正反应速率等于逆反应速率,可判断反应到达平衡状态,故b正确;
c.平衡后,按起始原料比再充入反应物,维持温度不变,等同于增大压强,根据反应可知,反应前后气体分子数相等,增大压强平衡不移动,则甲烷的体积分数不变,故c正确;
d.该反应前后气体分子数相等,若体系改为恒温恒容,反应物起始投料比不变,CO2的平衡转化率不变,故d错误;
故答案为:bc;
(3)①由图示信息可知,阴极发生的反应为二氧化碳得电子转变成甲烷和水,电解反应式为:,故答案为:;
②由图可知温度在250℃时,催化剂的转化效率达到最大值,温度在升高到300℃过程中催化剂的转化效率明显下降,但超过300℃后又明显增加,可判断是温度本省对反应的影响导致的,温度升高反应速率加快,故答案为:300℃到400℃之间,温度比催化剂对甲酸的生成速率影响大,因此温度升高,化学反应速率加快,所以甲酸生成速率加快;
10. b-a-c 二甲醚 453 K到553 K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降;553 K到573 K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高 增大压强 0.01 mol·L-1·min-1 16 向正反应方向进行
【解析】
(1)由图示可得该过程的总反应为:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g),对应焓变△H=(c+a-b) kJ/mol,反应Ⅱ为该反应的逆反应,故△H2=-△H=(b-a-c) kJ/mol,故此处填:b-a-c;
(2)①随着温度的升高,反应Ⅲ平衡逆向移动,故CH3OCH3平衡体积分数减小,对应曲线X,故此处填:CH3OCH3(或二甲醚);CO2的平衡转化率与反应Ⅰ、Ⅱ有关,且温度升高,两个反应平衡移动方向不一致,在不同温度范围内,两个反应程度不同,故CO2的平衡转化率表现不一致,故此处填:453 K到553 K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降,553 K到573 K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高;提高二甲醚的体积分数和CO2平衡转化率,可采用增大压强的措施,因为增大压强,反应Ⅱ、Ⅲ平衡均正向移动,故此处填:增大压强;
②由题意知,转化的CO2物质的量n(CO2)=1 mol×30%=0.3 mol,平衡时CO物质的量为0.05 mol,说明通过反应Ⅰ转化的CO2为0.05 mol,则通过反应Ⅱ转化的CO2为0.25 mol,故反应Ⅱ生成CH3OH为0.25 mol,又平衡时CH3OH为0.05 mol,说明有0.2 molCH3OH通过反应Ⅲ转化为CH3OCH3,列式如下:,,,综上所述,平衡时n(CH3OH)=0.05 mol,n(CH3OCH3)=0.1 mol,n(H2O)=(0.05+0.25+0.1) mol=0.4 mol,前10 minCH3OCH3的反应速率=;反应ⅢKc=;再加入0.1 mol CH3OH、0.1 mol H2O后,此时Qc=<Kc,故平衡向正反应方向移动,故此处填:向正反应方向进行。
11. c 从M点到N点,温度相同时压强增大,则Ⅰ向正反应方向移动,Ⅰ中的H2O浓度增大、CO2浓度减小;这使Ⅱ向逆反应方向移动,故压强增大CO物质的量分数减小 CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH- H2 672
G>H,所以物质的量E=F>G>H,气体总质量相等,由可知,四。对应气体的平均相对分子质量最大的点为H;
(4)快反应对整个反应速率的影响可以忽略不计,实验测得低温时某反应的速率方程为,可知其反应机理为②,则该反应的化学方程式可表示为。
13. 530 5 大于 ,反应正向进行
【解析】
(1)反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ有+()=;
(2)①反应Ⅱ为放热反应,其它条件相同时,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,则;
②经反应Ⅰ发生后的汽气比为0.8,则设此时水蒸气物质的量为0.8mol,CO物质的量为1mol,根据反应Ⅰ可知此时氢气的物质的量为1mol,设CO的转化率为x,则对于反应Ⅱ列三段式:,经反应Ⅱ后,得到CO与H2的物质的量之比为,则(1-x):(1+x)=1:3,解得x=0.5,对比图可知,反应Ⅱ应选择的温度是;
(3)为了进一步探究反应条件对反应Ⅱ的影响,在应该控制变量:
①由表格可知CO、水蒸气起始浓度相同,则X为530℃或630℃,Y为3MPa或5MPa,结合图可知乙和甲平衡时CO浓度相同,乙先达平衡,则说明甲和乙不同的是压强,乙的压强比甲大,因此Y=5MPa,丙和乙不同的是温度且乙的温度较低,因此X=530℃,即填530;5;
②实验丙从开始至末,CO浓度减小1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L,平均反应速率0.6mol/L÷5min=;
③实验乙和丙起始CO浓度相同,平衡时实验乙的CO浓度更小,则实验乙中CO的转化率更大,即达平衡时CO的转化率:实验乙大于实验丙;
④若往某刚性容器中投入,设体积为1L,则此时反应Ⅱ的=K,因此平衡正向进行。
14. 4 < 浓度商,平衡向逆反应方向移动 > 64m
【解析】
(1)已知:①
②
③
根据盖斯定律,由③-②+①得反应,则=-+=-+=+;
(2) ①温度为℃时,反应开始到5min时,根据反应可知,Cl2的平均反应速率为=;
②在℃条件下平衡时,NO的物质的量由2mol变为1mol,平衡浓度为0.5mol/L,也消耗一半,平衡浓度为0.25mol/L,生成ClNO1mol,平衡浓度为0.5mol/L,故化学平衡常数=4;
③在℃条件下,2L的恒容密闭容器中,装有、0.8molNO、1.2molClNO,该时刻浓度商,平衡向逆反应方向移动,<;
(3) ①由图象可知,先拐先平温度高,则A的反应温度高于B,温度越高的转化率越大,升温平衡正向进行,正反应为吸热反应,所以 热化学反应中Q>0;
②根据图中信息及①的分析可知B点为323K时的转化率为20%,设开始时的物质的量为1mol,则有:
若平衡时的转化率为a,则有
则有=m,解得a=,0.5a=,1-a=,平衡时,,,则,,
B点时,有
此时,,
B点时。
15. 2△H2+4△H3-△H1 0.03mol•L-1•min-1 9.7% > > K 降低生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而对其他副反应几乎无影响 ac
【解析】
根据盖斯定律②×2+③×4-①计算2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 的 ΔH4;300℃,往6L反应容器中加入3mol H2、1mol CO2,即x=3,M点CO2的平衡转化率为60%,△n(CO2)=0.6mol,计算v(CO2)=,结合反应计量关系计算v(H2);x=3时,设n(H2)=6mol、n(CO2)=2mol,M点CO2的平衡转化率为60%,根据反应三段式计算各物质的平衡量,进而计算乙烯体积分数;
反应流程为:第一步反应为CO2+H2CO+H2O,第二步反应为CO2+H2(CH2)n+H2O,(CH2)nC2H4、C3H6等,结合催化剂对化学反应速率和化学平衡的影响分析解答;由表中数据,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,其他副反应占比少,根本原因是降低反应的活化能、加快乙烯生成速率。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2③H2O(1)=H2O(g) ΔH3根据盖斯定律②×2+③×4-①计算:④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4,则ΔH4=2△H2+4△H3-△H1 (用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。故答案为:2△H2+4△H3-△H1;
(2)①300℃,往6L反应容器中加入3mol H2、1mol CO2,即x=3,M点CO2的平衡转化率为60%,△n(CO2)=0.6mol,v(CO2)= = = =0.01mol/(L•min),反应为2CO2(g )+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g),所以v(H2)=3v(CO2)=0.03mol•L-1•min-1 ;故答案为:0.03mol•L-1•min-1 ;
x=3时,设n(H2)=6mol、n(CO2)=2mol,M点CO2的平衡转化率为60%,反应三段式为,
M点乙烯体积分数= ×100%=9.7%,故答案为:9.7%;
②该反应正向是气体体积减小的反应,其他条件不变时,增大氢气的浓度,则CO2的平衡转化率增大,即投料比[]越大,CO2的平衡转化率越大,所以x=a>3;由图可知,反应随着温度的升高,CO2的平衡转化率降低,则正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,由于温度:N>M,所以平衡常数KM>KN,故答案为:>;>;
(3)①由表中数据可知,Na的其他副反应占比大,Cu的CO2转化率低,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,不仅能提高单位时间内乙烯产量,并且其他副反应占比少,根本原因是降低反应的活化能、加快乙烯生成速率。欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加K助剂效果最好;加入该助剂能提高单位时间内乙烯产量的原因可能是降低生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而对其他副反应几乎无影响;故答案为:K;降低生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而对其他副反应几乎无影响;
②a.由催化CO2加氢合成低碳烯烃反应可知,第ⅰ步所反应为:CO2+H2⇌CO+H2O,故a正确;b.第ⅰ步反应是慢反应,第ⅱ步是快反应,反应的活化能越低,反应速率越快,所以第ⅰ步反应的活化能高于第ⅱ步,故b错误;c.助剂可改变反应的选择性,所以催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用,故c正确;d.催化剂不能改变平衡状态,不能改变焓变△H,故d错误;e.反应的平衡常数只与温度有关,不同助剂能改变反应历程,但不能改变反应的起始状态、不能改变反应温度,所以反应的平衡常数不变,故e错误;故答案为:ac。
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