Question

【題目】乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氫可制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH＜0

（1）若該反應(yīng)體系的能量隨反應(yīng)過程變化關(guān)系如圖所示，則該反應(yīng)的△H=__kJ/mol。（用含a、b的式子表示）

（2）幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示，實(shí)驗(yàn)測得上述反應(yīng)的△H=-76kJ/mol，則表中的x=__。

化學(xué)鍵	C=O	H—H	C=C	C—H	H—O
鍵能/kJ·mol-1	x	436	612	414	464

（3）向1L恒容密閉容器中通入1molCO2和nmolH2，在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，測得CO2的轉(zhuǎn)化率α（CO2）與反應(yīng)溫度T、壓強(qiáng)P的關(guān)系如圖所示。

①P1___P2（填“>”、“<”或“=”，下同）。

②平衡常數(shù)KB__KC。

③若B點(diǎn)時(shí)投料比=3，則平衡常數(shù)KB=__（代入數(shù)據(jù)列出算式即可，不用化簡）。

④其他條件不變時(shí)，能同時(shí)滿足增大反應(yīng)速率和提高CO2轉(zhuǎn)化率的措施是___。

A．將產(chǎn)物從體系不斷分離出去 B．給體系升溫

C．給體系加壓 D．增大H2的濃度

（4）①以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，利用太陽能電池將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯的工作原理如圖所示。則M極上的電極反應(yīng)式為___。

②已知乙烯也能做燃料電池，當(dāng)消耗標(biāo)況下2.24L乙烯時(shí)，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為__。

Answer 1

【答案】（a-b）或者-（b-a） 803 < > CD 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 1.2NA

【解析】

（1）ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量

（2）△H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和

（3）化學(xué)平衡移動(dòng)及三段式計(jì)算。

（4）電化學(xué)要分清原電池還是電解池

（1）ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，根據(jù)圖中信息，可知△H為（a-b）kJ/mol或?yàn)?/span>-（b-a）kJ/mol；故答案為：（a-b）或者-（b-a）；

（2）△H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和，實(shí)驗(yàn)測得上述反應(yīng)的△H=-76kJ/mol，帶入表中化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，△H= ，解得x=803，故答案為：803；

（3）①可逆反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH＜0，正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO2轉(zhuǎn)化率增大，則根據(jù)圖中A、B兩點(diǎn)可判斷P1<P2；該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，則圖中平衡常數(shù)KB>KC；

③平衡常數(shù)KB=，若B點(diǎn)時(shí)投料比=3，可列三段式如下：

則平衡常數(shù)KB=，故答案為：；

④其他條件不變時(shí)，能同時(shí)滿足增大反應(yīng)速率和提高CO2轉(zhuǎn)化率的措施

A．將產(chǎn)物從體系不斷分離出去 ，反應(yīng)速率減慢，不符合題意；

B．給體系升溫，平衡逆向移動(dòng)，減小CO2轉(zhuǎn)化率，不符合題意；

C．給體系加壓 ，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)速率也加快，符合題意；

D．增大H2的濃度平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)速率也加快，符合題意；

故答案為：CD

（4）①由圖可知,M極消耗CO2,產(chǎn)生C2H4,發(fā)生還原反應(yīng);N極上產(chǎn)生O2,發(fā)生氧化反應(yīng),所以M極作電解池陰極,N極作電解池陽極,已知稀硫酸為電解質(zhì)溶液,所以M極上的電極反應(yīng)式為2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，

故答案為：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ；

②當(dāng)消耗標(biāo)況下2.24L乙烯時(shí)，由上題分析可知C2H4 12e-，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為1.2NA，故答案為：1.2NA。