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  • 1. (2023·呼和浩特模拟) 低碳烯烃是指乙烯、丙烯和丁烯等小分子烯烃的总称。其用途十分广泛,是塑料、橡胶、树脂、高分子、医药、农药等后续产业链赖以生存的基石。请结合所学知识,回答下列问题:

    1. (1) 研究证明,CO2可作为合成低碳烯烃的原料,目前利用CO2与H2合成乙烯相关的热化学方程式如下:

      反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.01kJ·mol-1

      反应II:2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.98kJ·mol-1

      反应III:2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+C2H4(g) ΔH3=kJ·mol-1

    2. (2) 一定条件下,在2L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[]发生反应III,CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。

      ①该反应在低温下是否可以自发进行(填“是”“否”或“无法确定”);

      ②下列能提高CO2平衡转化率的措施有

      a.降低反应温度

      b.使用高效催化剂

      c.通入He气体使体系的压强增大

      d.以相同的投料比增加反应物的物质的量

      ③R点处,X2.0(填“>”“<”或“=”);

      ④若起始加入1molCO2和2molH2 , 则Q点的平衡常数K=

    3. (3) 我国科学家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃-乙烯的反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。

      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,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

      ①催化剂助剂主要在起作用(填“第i步”或“第ii步”“第iii步”);

      ②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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