1 . 二氧化碳转化为甲醇有利于实现碳中和。
(1)二氧化碳合成甲醇经历以下两步：
则合成总反应
_______ 
。
(2)
时，在体积为
的刚性容器中，投入
和
，合成总反应达到平衡时，
的平衡转化率为
。
①该反应的平衡常数K=_______ (保留1位小数)。
②有利于提高平衡转化率的是_______ (填标号)。
A.降低温度 B.继续通入 C.及时将
分离 D.使用合适催化剂
(3)我国科学家制备了一种
催化剂，实现高选择性合成。气相催化合成过程中，转化常
及选择性
随温度及投料比的变化曲线如图。
①生成的最佳条件是_______ (填标号)。
A.
B.
C.
D.
②温度升高，转化率升高，但产物含量降低的原因：_______ 。
(4)甲醇进一步合成天然淀粉的路线如图，其中
为生物酶。
①合成天然淀粉过程中加入过氧化氢酶
的作用是_______ 。
②以为原料人工合成淀粉，
为1个周期，每克催化剂能生产
淀粉；自然界中玉米合成淀粉的效率为
。该方法生产淀粉的效率是玉米的_______ 倍(保留1位小数)。
(1)二氧化碳合成甲醇经历以下两步：
则合成总反应
。(2)
时，在体积为的刚性容器中，投入和，合成总反应达到平衡时，的平衡转化率为。①该反应的平衡常数K=
②有利于提高
平衡转化率的是A.降低温度 B.继续通入
C.及时将分离 D.使用合适催化剂(3)我国科学家制备了一种
催化剂，实现高选择性合成。气相催化合成过程中，转化常及选择性随温度及投料比的变化曲线如图。①生成
的最佳条件是A.
B.C.
D.②温度升高，
转化率升高，但产物含量降低的原因：(4)甲醇进一步合成天然淀粉的路线如图，其中
为生物酶。①合成天然淀粉过程中加入过氧化氢酶
的作用是②以
为原料人工合成淀粉，为1个周期，每克催化剂能生产淀粉；自然界中玉米合成淀粉的效率为。该方法生产淀粉的效率是玉米的
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2022-01-21更新
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553次组卷
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3卷引用：福建省四地市2022届高三上学期第一次质量检测化学试题
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解题方法
2 . 近年碳中和理念成为热门，通过“
→合成气→高附加值产品”的工艺路线，可有效实现的资源化利用。请回答下列问题：
(1)加氢制合成气(CO、
)时发生下列反应：
已知：①
②
则
_______ 
(2)经催化加氢可合成烯烃：
。在0.1MPa时，按
投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中，该可逆反应达到平衡的标志是_______ (填字母)。
A．容器内各物质的浓度不随时间变化 B．
C．容器内压强不随时间变化 D．混合气体的密度不再改变
②该反应的_______ 0(填“>”或“＜”)。
③曲线c表示的物质为_______ (用化学式表示)。
④要提高的转化率并同时提高反应速率，可以采取什么措施_______ (写出2种)。
(3)由与反应合成甲醇：
。某温度下将1mol和3mol充入体积不变的2L密闭容器中，初始总压为8MPa，发生上述反应，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：
该条件下的分压平衡常数
_______ 
平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(4)电催化制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时，阳极的电极反应式为_______ 。当阴极只生成HCOOH时，每转移2mol电子，阴极室溶液质量增加_______ g。
→合成气→高附加值产品”的工艺路线，可有效实现的资源化利用。请回答下列问题：(1)
加氢制合成气(CO、)时发生下列反应：已知：①
②
则
(2)
经催化加氢可合成烯烃： 。在0.1MPa时，按投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。①在一个恒温恒容的密闭容器中，该可逆反应达到平衡的标志是
A．容器内各物质的浓度不随时间变化 B．
C．容器内压强不随时间变化 D．混合气体的密度不再改变
②该反应的
③曲线c表示的物质为
④要提高
的转化率并同时提高反应速率，可以采取什么措施(3)由
与反应合成甲醇： 。某温度下将1mol和3mol充入体积不变的2L密闭容器中，初始总压为8MPa，发生上述反应，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：| 时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
 | 0.92 | 0.85 | 0.79 | 0.75 | 0.75 |
平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。(4)电催化
制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时，阳极的电极反应式为
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解题方法
3 . Ⅰ.我国科学家利用CO2矿化反应释放能量设计出CO2矿化电池。不仅减碳发电，还能获得高附加值产品，其工作原理如图所示(Q是有机物；反应物和产物分别经过其它通道进入或排出电池容器)。
(1)通过离子交换膜的离子是___ ，正极区的电极反应式为：Q+2CO2+2H2O+2Na++2e—=2NaHCO3+QH2，在电极区溶液中可循环利用的物质是___ ，则电池的总反应方程式为____ 。
Ⅱ.以CO2为原料加氢合成二甲醚、甲醇有利于促进实现“碳中和”。在二氧化碳加氢制取二甲醚的合成塔中发生以下3个反应：
i．CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H=—49.01kJ·mol-1
ii．2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=—24.52kJ·mol-1
iii．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ·mol-1
(2)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H=___ kJ·mol-1。
(3)在压强3.0MPa、
=4条件下，CO2的平衡转化率和产物的选择性与温度的关系如图所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)。
①当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___ 。除改变温度外，能提高二甲醚选择性的措施为____ (写一种即可)。
②根据图中的数据计算300℃上述反应达到平衡时CH3OCH3的物质的量分数为____ (保留三位有效数字)。
(4)在=3时，反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃下的x(CH3OH)～P、在P=5×105Pa下的x(CH3OH)～t如图所示。当CO2的平衡转化率为
时，反应条件可能为____ 。
(1)通过离子交换膜的离子是
Ⅱ.以CO2为原料加氢合成二甲醚、甲醇有利于促进实现“碳中和”。在二氧化碳加氢制取二甲醚的合成塔中发生以下3个反应：
i．CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H=—49.01kJ·mol-1ii．2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=—24.52kJ·mol-1iii．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ·mol-1(2)2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H=(3)在压强3.0MPa、
=4条件下，CO2的平衡转化率和产物的选择性与温度的关系如图所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)。①当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
②根据图中的数据计算300℃上述反应达到平衡时CH3OCH3的物质的量分数为
(4)在
=3时，反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃下的x(CH3OH)～P、在P=5×105Pa下的x(CH3OH)～t如图所示。当CO2的平衡转化率为时，反应条件可能为
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2022-03-03更新
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713次组卷
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2卷引用：福建省龙岩第一中学2022届高三毕业班模拟训练（二）化学试题
4 . (1)工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其离子反应方程式为___________ ，有学者探究用电解法制备的效率，装置如图，试写出其阳极电极反应式_________ ；
(2)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为：2CO(g)+4H2(g)
CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H=-akJ/mol，已知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-bkJ/mol，以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成气态乙醇，并放出热量，写出该反应的热化学反应方程式：_________________ 。
(3)如下图所示，某研究性学习小组利用上述燃烧原理设计一个肼(N2H4)─空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜(即只允许阳离子通过)。
根据要求回答相关问题：
①甲装置中正极的电极反应式为：________________ 。
②乙装置中石墨电极产生产物如何检验______ ，电解一段时间后，乙池中的溶液呈___ 性。
③图中用丙装置模拟工业中的________ 原理，如果电解后丙装置精铜质量增加3.2g，则理论上甲装置中肼消耗质量为_____ g。
(2)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为：2CO(g)+4H2(g)
CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H=-akJ/mol，已知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-bkJ/mol，以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成气态乙醇，并放出热量，写出该反应的热化学反应方程式：(3)如下图所示，某研究性学习小组利用上述燃烧原理设计一个肼(N2H4)─空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜(即只允许阳离子通过)。
根据要求回答相关问题：
①甲装置中正极的电极反应式为：
②乙装置中石墨电极产生产物如何检验
③图中用丙装置模拟工业中的
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解题方法
5 .
(1)卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料，8gN2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出155.5 kJ热量，写出反应的热化学方程式____________________________________ 。
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=－159.5 kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s) +H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式_____________________________ 。
(3)断裂1 mol化学键所需的能量如表所示：
计算1molN2(g)与H2O(g)反应生成NH3(g)和O2(g)的反应热△H = _______________ 。
(4)氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水。科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极在碱性条件下发生反应的电极反应式为________________ 。
(1)卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料，8gN2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出155.5 kJ热量，写出反应的热化学方程式
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=－159.5 kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s) +H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式
(3)断裂1 mol化学键所需的能量如表所示：
| 共价键 | H—N | H—O | N≡N | O==O |
| 断裂1 mol化学键所需能量/kJ | 393 | 463 | 941 | 496 |
(4)氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水。科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极在碱性条件下发生反应的电极反应式为
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6 . 我国提出“碳达峰”目标是在2030年前达到最高值，2060年前达到“碳中和”。因此，二氧化碳的综合利用尤为重要。
(1)通过使用不同新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
①结合计算分析反应
的自发性：_____ 。
②恒压、投料比
的情况下，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)如下图所示：
当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_____ 。
③工业实际设计温度一般在230∼270℃范围内变化，不能过高的原因是_____ 。
(2)研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。
①CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_____ 。
②在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图。由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为_____ (用a、b、c字母排序)。
(3)CO2参与的乙苯脱氢机理如图所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，其中A位点带部分正电荷，B1、B2位点带部分负电荷)。
图中所示反应机理中步骤I可描述为：乙苯α-H带部分正电荷，被带部分负电荷的B1位点吸引，随后解离出H+并吸附在B1位点上；步骤Ⅱ可描述为：_____ 。
(1)通过使用不同新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
①结合计算分析反应
的自发性：②恒压、投料比
的情况下，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)如下图所示：当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
③工业实际设计温度一般在230∼270℃范围内变化，不能过高的原因是
(2)研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。
①CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为
②在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图。由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为
(3)CO2参与的乙苯脱氢机理如图所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，其中A位点带部分正电荷，B1、B2位点带部分负电荷)。
图中所示反应机理中步骤I可描述为：乙苯α-H带部分正电荷，被带部分负电荷的B1位点吸引，随后解离出H+并吸附在B1位点上；步骤Ⅱ可描述为：
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解题方法
7 . 甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
已知：①CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)
H1
②H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K表达式___________ ，该反应的反应热ΔH4=__________ (用ΔH1、ΔH2、ΔH3)。
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2，发生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是___________ (填选项字母，单选)。
(3)T1℃时，在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.8，则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=___________ ，T1℃时，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=___________ 。
(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，写出KOH作电解质溶液时，甲醇燃料电池的负极反应式：___________ 。该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种电化学保护方法叫做___________ 。
(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：___________ 。
CH3OH(g)。已知：①CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)
H1 ②H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常数K表达式(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2，发生CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是(3)T1℃时，在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.8，则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=
CH3OH(g)的平衡常数K=(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，写出KOH作电解质溶液时，甲醇燃料电池的负极反应式：
(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：
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解题方法
8 . 近年来，碳中和、碳达峰成为热点。以CO2、H2为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。
途径一：涉及的反应有
I．
Ⅱ.
III．
(1)关于反应I，下列描述正确的是___________(填字母序号)。
(2)根据反应I~Ⅲ，计算
ΔH=___________ 。
(3)工业中，对于反应I，通常同时存在副反应IV：
ΔH4。在一定条件下，在合成塔中充入一定量CO2和H2。不同压强时，CO2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是___________ 。
②由图b可知，ΔH4___________ 0(填“>”、“<”或“=”)；H2的物质的量分数随温度升高而增大，原因是___________ 。
(4)在一定条件下(温度为T1℃)，往恒容密闭容器中充入1.0molCO2和4.0molH2，发生反应I，初始压强为p0，5min达到平衡，压强为0.8p0，则CO2的平衡转化率为___________ 。
途径二：涉及的反应有
I．
Ⅱ.
III．
(5)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平行时，容器中CH3OH(g)为amol，CO为bmol，反应Ⅲ的平衡常数为___________ (用含a、b、V的代数式表示)。
途径一：涉及的反应有
I．
Ⅱ.
III．
(1)关于反应I，下列描述正确的是___________(填字母序号)。
| A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率不变 |
| B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态 |
| C．当反应达平衡状态时，2V正(H2)=V逆(H2O) |
| D．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大 |
ΔH=(3)工业中，对于反应I，通常同时存在副反应IV：
ΔH4。在一定条件下，在合成塔中充入一定量CO2和H2。不同压强时，CO2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。①图a中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是
②由图b可知，ΔH4
(4)在一定条件下(温度为T1℃)，往恒容密闭容器中充入1.0molCO2和4.0molH2，发生反应I，初始压强为p0，5min达到平衡，压强为0.8p0，则CO2的平衡转化率为
途径二：涉及的反应有
I．
Ⅱ.
III．
(5)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平行时，容器中CH3OH(g)为amol，CO为bmol，反应Ⅲ的平衡常数为
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9 . 资源化利用,不仅可以减少温室气体的排放，还可以获得燃料或重要的化工产品．回答下列问题．
(1)理论研究表明，在
和
下，
异构化反应过程的能量变化如图所示：计算可得
_____________ 
，
与
稳定性较强的是_____________ ．吸附剂．结合下图 分析聚合离子液体吸附的有利条件是_____________ ．
工业上以
为原料生产尿素
,该反应分为二步进行：
第一步：
第二步：
①写出上述合成尿素的热化学方程式_____________ ．
②某实验小组模拟工业上合成尿素，在一定体积的密闭容器中投入
和
,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如下图所示：_____________ 步反应决定，总反应进行到_____________ 
时到达平衡．
(4)合成乙酸：
中国科学家首次以
和
为原料高效合成乙酸，其反应路径如下图所示：根据图示 ，写出总反应的化学方程式_____________ ．
,不仅可以减少温室气体的排放，还可以获得燃料或重要的化工产品．回答下列问题．(1)理论研究表明，在
和下，异构化反应过程的能量变化如图所示：计算可得，与稳定性较强的是
吸附剂．的有利条件是
工业上以
为原料生产尿素,该反应分为二步进行：第一步：
第二步：
①写出上述合成尿素的热化学方程式
②某实验小组模拟工业上合成尿素，在一定体积的密闭容器中投入
和,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如下图所示：
时到达平衡．(4)合成乙酸：
中国科学家首次以
和为原料高效合成乙酸，其反应路径如下图所示：
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10 . 温室气体让地球发烧，倡导低碳生活，是一种可持续发展的环保责任，将应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
(1)在催化作用下由和
转化为
的反应历程示意图如下图。
在合成的反应历程中，下列有关说法正确的是___________ (填字母)。
a．该催化剂使反应的平衡常数增大
b．
过程中，有
键断裂和
键形成
c．生成乙酸的反应原子利用率等于100%
d．
(2)以
为原料合成
涉及的主要反应如下：
(主反应)
(副反应)
①主反应的反应历程可分为如下两步，反应过程中能量变化如图所示：
i．
ii．
___________ ，主反应的决速步骤为___________ (填“反应i”或“反应ii”)。
②向恒压密闭容器中充入和
，温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示，工业生产中主反应应选择的温度是___________ 。
应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。(1)在催化作用下由
和转化为的反应历程示意图如下图。在合成
的反应历程中，下列有关说法正确的是a．该催化剂使反应的平衡常数增大
b．
过程中，有键断裂和键形成c．生成乙酸的反应原子利用率等于100%
d．
(2)以
为原料合成涉及的主要反应如下：(主反应) (副反应)①主反应的反应历程可分为如下两步，反应过程中能量变化如图所示：
i．
ii．
②向恒压密闭容器中充入
和，温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示，工业生产中主反应应选择的温度是
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