大量的碳排放会直接推高全球地表的平均温度，如果不加以控制，将对生态环境和人类社会造成巨大的影响。为充分利用碳资源，减少碳排放，在一定条件下，可利用二氧化碳合成低碳烯烃。如二氧化碳与氢气反应合成乙烯，其反应式为2CO₂（g）+6H₂（g）⇌C₂H₄（g）+4H₂O（g）  ΔH＜0。
（1）该反应能自发进行的条件是

低温

低温

（填“高温”“低温”或“任意温度”）；理由是

因为该反应的ΔS＜0，ΔH＜0，由ΔG=ΔH-TΔS可知，要使ΔG＜0，T就要小，故要低温

因为该反应的ΔS＜0，ΔH＜0，由ΔG=ΔH-TΔS可知，要使ΔG＜0，T就要小，故要低温

。
（2）一定条件下，在恒容密闭容器中该反应温度、投料比[

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

=x]对CO₂平衡转化率的影响如图所示。


①a

＞

＞

3（填“＞”“＜”或“=”）；M、N两点反应的平衡常数K_M

＞

＞

K_N（填“＞”“＜”或“=”）。
②300℃，往3L反应容器中加入3molH₂，1molCO₂，反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率

0.06mol/（L•min）

0.06mol/（L•min）

。
③若该反应有一副反应CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g），当温度为300℃，x=3时，CO₂的平衡转化率为60%，生成乙烯的选择性为

2

3

（选择性：生成C₂H₄消耗的CO₂与共转化的CO₂之比），则该副反应的平衡常数K=

0.3125

0.3125

。
（3）中国科学院福建物质结构研究所电催化还原CO₂制乙烯，原理如图所示。
①已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液，请写出阴极的电极反应式

2CO₂+12e^-+8H₂O=C₂H₄+12OH^-

2CO₂+12e^-+8H₂O=C₂H₄+12OH^-

。
②若外电路通过的电子为16.5mol,电流效率（η）为80%，则生成标准状况下的C₂H₄的体积为

24.64

24.64

L（η=

生成目标产物消耗的电子数

转移的电子总数

×100%）。