中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，相关成果由国际知名学术期刊《科学》在线发表，因此CO₂的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
以CO₂、C₂H₆为原料合成C₂H₄涉及的主要反应如下：
Ⅰ．CO₂（g）+C₂H₆（g）⇌C₂H₄（g）+H₂O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ⋅mol^-1（主反应）
Ⅱ．C₂H₆（g）⇌CH₄（g）+H₂（g）+C（s）ΔH=+9kJ⋅mol^-1（副反应）
（1）反应Ⅰ的反应历程可分为如下两步：
i.C₂H₆（g）⇌C₂H₄（g）+H₂（g）ΔH₁（反应速率较快）
ii.H₂（g）+CO₂（g）⇌H₂O（g）+CO（g）ΔH₂=+41kJ⋅mol^-1（反应速率较慢）
①ΔH₁=

+136

+136

kJ⋅mol^-1。
②相比于提高c（C₂H₆），提高c（CO₂）对反应Ⅰ速率影响更大，原因是

反应ii为慢反应，为反应Ⅰ的决速步，则提高c（CO₂），反应ii速率加快，反应Ⅰ速率加快

反应ii为慢反应，为反应Ⅰ的决速步，则提高c（CO₂），反应ii速率加快，反应Ⅰ速率加快

。
（2）向恒压密闭容器中充入CO₂和C₂H₆合成C₂H₄，发生主反应，温度对催化剂K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示，工业生产中综合各方面的因素后，反应选择800℃的原因是

800℃时，C₂H₄选择性比780℃略小，但二氧化碳的转化率大，有利于提高C₂H₄的产率，同时800℃时，C₂H₄选择性与820℃相比略高，且节约能源

800℃时，C₂H₄选择性比780℃略小，但二氧化碳的转化率大，有利于提高C₂H₄的产率，同时800℃时，C₂H₄选择性与820℃相比略高，且节约能源

。

（3）在800℃时，n（CO₂）：n（C₂H₆）=1：3，充入一定容积的密闭容器中，在有催化剂存在的条件下，只发生主反应，初始压强为P₀，一段时间达到平衡，产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等，该温度下反应的平衡常数K_p=

16

55

P

0

16

55

P

0

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（4）工业上也可用甲烷催化法制取乙烯，只发生如下反应：2CH₄（g）⇌C₂H₄（g）+2H₂（g）ΔH＞0。
①在恒容绝热的容器中进行上述反应，下列不能用来判断达到平衡状态的是

CD

CD

（填字母）。
A．混合气体的平均相对分子质量不再改变
B．容器中压强不再改变
C．混合气体的密度不再改变
D．反应物的消耗量与任一产物的生成量的比值为一定值
②温度T时，向2L的恒容反应器中充入2molCH₄，仅发生上述反应，反应过程中CH₄的物质的量随时间变化如图所示：

实验测得v_正=k_正c²（CH₄），v_逆=k_逆c（C₂H₄）⋅c²（H₂），k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关，T温度时

k

正

k

逆

=

（

2

-

x

）

3

4

x

2

（

2

-

x

）

3

4

x

2

（用含有x的代数式表示）；当温度升高时，k_正增大m倍，k_逆增大n倍，则m

＞

＞

（填“＞”“＜”或“=”）n。