二氧化碳的固定和转化是科学家研究的重要课题．
（1）以CO₂和H₂为原料合成乙烯，反应过程分两步进行，能量变化示意图如图1（实线部分）：

写出CO₂加氢合成乙烯的热化学方程式

CO₂（g）+3H₂（g）⇌

1

2

C₂H₄（g）+2H₂O（g） ΔH=（a-b+d-e）kJ•mol^-1

CO₂（g）+3H₂（g）⇌

1

2

C₂H₄（g）+2H₂O（g） ΔH=（a-b+d-e）kJ•mol^-1

（反应热选用字母表示）．
（2）研究表明，CO和H₂在催化剂的作用下发生如下两个反应：
Ⅰ.2CO（g）+4H₂（g）⇌C₂H₄（g）+2H₂O（g）
Ⅱ.3CO（s）+6H₂（g）⇌C₃H₆（g）+3H₂O（g）
反应Ⅱ的能量变化如图虚线所示．已知：C₂H₄的选择性=

生成乙烯物质的量

×

2

所有反应消耗

CO

物质的量

×100%，回答下列问题：
①某科研团队在相同条件（温度、压强、投料比等均一样），经过相同反应时间（未达平衡），测得如表数据：

催化剂	CO转化率（%）	乙烯选择性（%）
甲	40	60
乙	52	56
丙	63	40

上述反应条件下，选择催化剂

乙

乙

时，乙烯的产率最大．
②团队选用某催化剂，在压强、投料比，反应时间等其他条件不变的情况下，测得CO转化率随温度的变化如图2所示．

得出T₁为工作温度的结论，其原因是：

催化剂的催化活性最强

催化剂的催化活性最强

．D点为对应温度下转化率最高点，分析DE段转化率下降的原因：

D点之后，反应达到平衡了，由于两个反应都是放热的，所以温度上升，CO转化率下降

D点之后，反应达到平衡了，由于两个反应都是放热的，所以温度上升，CO转化率下降

．
③进一步研究表明，温度为  T₁℃，CO：H₂为1：2的条件，当反应达到平衡时，测得压强为P，CO的转化率为70%，C₂H₄的平衡选择性为

4

7

．则H₂的转化率为：

70%

70%

，反应Ⅰ的压强平衡常数表达式K_p=

（

2

p

19

）

×

（

7

p

19

）

2

（

3

p

19

）

2

×

（

6

p

19

）

4

（

2

p

19

）

×

（

7

p

19

）

2

（

3

p

19

）

2

×

（

6

p

19

）

4

．
（3）进一步研究表明，可以通过电化学方法由CO制备乙烯，如图3a、b均为阴极的示意图，图4为生成乙烯的法拉第效率（描述电能利用率的量）与电压的曲线：

你觉得选用装置

a

a

更合适，写出其电极反应式：

2CO+8e^-+6H₂O=C₂H₄+8OH^-

2CO+8e^-+6H₂O=C₂H₄+8OH^-

．