乙烯是合成多种塑料的单体。我国科学家开发的特殊催化剂还原CO2制备CH2=CH2,有利于实现“双碳”目标。
反应原理:
主反应:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g)ΔH1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)ΔH2
(1)已知:H2(g)、CH2=CH2(g)的燃烧热(ΔH)分别是-285.8kJ•mol-1、-1411kJ•mol-1。H2O(l)=H2O(g)ΔH3=+44kJ•mol-1。2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g)ΔH1=-127.8-127.8kJ•mol-1。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入CO2(g)和H2(g),若只发生主反应,下列情况不能说明主反应达到平衡的是 AA(填标号)。
A.混合气体密度保持不变
B.混合气体总压强保持不变
C.乙烯体积分数保持不变
D.气体平均摩尔质量保持不变
达到平衡后能提高CO2平衡转化率的措施是 降低温度降低温度(任填一条)。
(3)在At1、At2、At3三种不同催化剂作用下(其他条件相同)只发生主反应,测得乙烯的净速率(v正-v逆)与温度关系如图1所示。

催化效率最高的是 At1At1(填“At1”、“At2”或“At3”),A点的正反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
(4)一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中充入0.4molCO2(g)和1.2molH2(g),同时发生了主反应和副反应,达到平衡时CO2的转化率为45%,C2H4的选择性为80%,则该温度下,副反应的平衡常数K=0.260.26(结果保留2位小数)。提示:C2H4的选择性=C2H4的浓度C2H4和HCOOH的总浓度×100%。
(5)常温下,HCOOH的电离常数Ka=1.8×10-4,将0.1mol•L-1的NaOH溶液和0.2mol•L-1的HCOOH溶液等体积混合,得到混合溶液的pH <<(填“>”、“<”或“=”)7。
(6)以光伏电池为能源,采用电催化还原CO2制备乙烯,装置如图2所示。该装置阴极上的电极反应式为 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O。
C
2
H
4
的浓度
C
2
H
4
和
HCOOH
的总浓度
【答案】-127.8;A;降低温度;At1;0.26;<;2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:4引用:1难度:0.6
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