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  • 1. (2021·永州模拟) 据统计,约有90%以上的工业过程中需要使用催化剂,因此,对催化剂的研究已成为重要课题。

    1. (1) I.结合实验与计算机模拟结果,研究了N2与H2在固体催化剂表面合成NH3的反应历程。图示为反应历程中的势能面图(部分数据省略),其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

      氨气的脱附是(填“吸热”或“放热”)过程,合成氨的热化学方程式为

    2. (2) 当使用铁催化剂时,合成氨的速率方程式为w = k1•p(N2) -k2 ,其中w为反应的瞬时总速率,等于正反应速率和逆反应速率之差,k1、k2是正、逆反应速率常数,则合成氨反应N2+3H2 2NH3的平衡常数Kp=(用k1、k2表示)。
    3. (3) 在使用同一催化剂时,将2.0molN2和6.0molH2 通入体积为1L的密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2时n(H2)的变化,曲线B表示T1时n(NH3)的变化,T2时反应到a点恰好达到平衡。

      ①T2温度下反应进行到某时刻,测得容器内气体的压强为起始时的80%,则此时v(正)v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

      ②能否由图中数据得出温度T1>T2 , 试说明理由

    4. (4) Ⅱ.用催化剂Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成乙烯的过程中,还会生成CH4、C3H6、C4H8等副产物,若在催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性(选择性指的是转化的CO2中生成C2H4的百分比)。在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表:

      助剂

      CO2转化率(%)

      各产物在所有产物中的占比(%)

      C2H4

      C3H6

      其他

      Na

      42.5

      35.9

      39.6

      24.5

      K

      27.2

      75.6

      22.8

      1.6

      Cu

      9.8

      80.7

      12.5

      6.8

      欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是

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