二氧化碳的高值化利用,不但可以实现二氧化碳的资源化利用,还可以缓解能源压力。以二氧化碳、氢气为原料合成乙烯涉及的主要反应如下。
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H1=+41.2kJ•mol-1
Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)△H2=-128.1kJ•mol-1
(1)反应2CO(g)+4H2⇌C2H4(g)+2H2O(g)的△H=-210.5-210.5kJ•mol-1。
(2)543K时,二氧化碳的平衡转化率、投料比[m=n(CO2)n(H2)]与压强的关系如图甲所示,则m1、m2、m3由大到小的顺序为 m3>m2>m1m3>m2>m1。

(3)在一定条件下,二氧化碳的平衡转化率与产物的选择性随温度的变化如图乙所示。已知:某产物的选择性是指生成该产物所消耗反应物的量占消耗的反应物总量的比例。
①当温度低于773K时CO2的平衡转化率随温度升高而减小的原因是 升高温度使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使二氧化碳转化为乙烯的平衡转化率下降,且下降幅度超过上升幅度升高温度使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使二氧化碳转化为乙烯的平衡转化率下降,且下降幅度超过上升幅度。
②为同时提高合成乙烯的速率和乙烯的选择性,可以采取的措施是 增大压强增大压强。(只答一条)
(4)理论计算表明,体系压强为3.1MPa,原料初始组成n(CO2):n(H2)=1:3,反应Ⅱ达到平衡时,CO2、H2、C2H4、H2O四种组分的体积分数x随温度T的变化如图所示。图丙中,表示乙烯和氢气的曲线分别是 丙丙和 乙乙。根据图中A点的坐标,计算该温度时的平衡常数 Kp=(3.1×0.111)×(3.1×0.444)4(3.1×0.111)2×(3.1×0.333)6(3.1×0.111)×(3.1×0.444)4(3.1×0.111)2×(3.1×0.333)6(MPa)-3。(列出计算式。以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
n
(
CO
2
)
n
(
H
2
)
(
3
.
1
×
0
.
111
)
×
(
3
.
1
×
0
.
444
)
4
(
3
.
1
×
0
.
111
)
2
×
(
3
.
1
×
0
.
333
)
6
(
3
.
1
×
0
.
111
)
×
(
3
.
1
×
0
.
444
)
4
(
3
.
1
×
0
.
111
)
2
×
(
3
.
1
×
0
.
333
)
6
【考点】化学平衡的计算;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
【答案】-210.5;m3>m2>m1;升高温度使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使二氧化碳转化为乙烯的平衡转化率下降,且下降幅度超过上升幅度;增大压强;丙;乙;
(
3
.
1
×
0
.
111
)
×
(
3
.
1
×
0
.
444
)
4
(
3
.
1
×
0
.
111
)
2
×
(
3
.
1
×
0
.
333
)
6
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:16引用:1难度:0.5
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