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

（2）幾種化學鍵的鍵能如表所示，實驗測得上述反應的△H=-76kJ/mol，則表中的x=__。

化學鍵	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，在一定條件下發生上述反應，測得CO2的轉化率α（CO2）與反應溫度T、壓強P的關系如圖所示。

①P1___P2（填“>”、“<”或“=”，下同）。

②平衡常數KB__KC。

③若B點時投料比=3，則平衡常數KB=__（代入數據列出算式即可，不用化簡）。

④其他條件不變時，能同時滿足增大反應速率和提高CO2轉化率的措施是___。

A．將產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以稀硫酸為電解質溶液，利用太陽能電池將CO2轉化為乙烯的工作原理如圖所示。則M極上的電極反應式為___。

②已知乙烯也能做燃料電池，當消耗標況下2.24L乙烯時，導線中轉移電子的數目為__。

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-反應物總能量

（2）△H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和

（3）化學平衡移動及三段式計算。

（4）電化學要分清原電池還是電解池

（1）ΔH=生成物總能量-反應物總能量，根據圖中信息，可知△H為（a-b）kJ/mol或為-（b-a）kJ/mol；故答案為：（a-b）或者-（b-a）；

（2）△H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和，實驗測得上述反應的△H=-76kJ/mol，帶入表中化學鍵的鍵能數據，△H= ，解得x=803，故答案為：803；

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

③平衡常數KB=，若B點時投料比=3，可列三段式如下：

則平衡常數KB=，故答案為：；

④其他條件不變時，能同時滿足增大反應速率和提高CO2轉化率的措施

A．將產物從體系不斷分離出去 ，反應速率減慢，不符合題意；

B．給體系升溫，平衡逆向移動，減小CO2轉化率，不符合題意；

C．給體系加壓 ，平衡正向移動，反應速率也加快，符合題意；

D．增大H2的濃度平衡正向移動，反應速率也加快，符合題意；

故答案為：CD

（4）①由圖可知,M極消耗CO2,產生C2H4,發生還原反應;N極上產生O2,發生氧化反應,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溶液,所以M極上的電極反應式為2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，

故答案為：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ；

②當消耗標況下2.24L乙烯時，由上題分析可知C2H4 12e-，則導線中轉移電子的數目為1.2NA，故答案為：1.2NA。