Question

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

（1）若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的△H=__kJ/mol。（用含a、b的式子表示）

（2）几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol，则表中的x=__。

化学键	C=O	H—H	C=C	C—H	H—O
键能/kJ·mol-1	x	436	612	414	464

（3）向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生上述反应，测得CO2的转化率α（CO2）与反应温度T、压强P的关系如图所示。

①P1___P2（填“>”、“<”或“=”，下同）。

②平衡常数KB__KC。

③若B点时投料比=3，则平衡常数KB=__（代入数据列出算式即可，不用化简）。

④其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是___。

A．将产物从体系不断分离出去 B．给体系升温

C．给体系加压 D．增大H2的浓度

（4）①以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为___。

②已知乙烯也能做燃料电池，当消耗标况下2.24L乙烯时，导线中转移电子的数目为__。

Answer 1

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

【解析】

（1）ΔH=生成物总能量-反应物总能量

（2）△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和

（3）化学平衡移动及三段式计算。

（4）电化学要分清原电池还是电解池

（1）ΔH=生成物总能量-反应物总能量，根据图中信息，可知△H为（a-b）kJ/mol或为-（b-a）kJ/mol；故答案为：（a-b）或者-（b-a）；

（2）△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和，实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol，带入表中化学键的键能数据，△H= ，解得x=803，故答案为：803；

（3）①可逆反应CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH＜0，正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2转化率增大，则根据图中A、B两点可判断P1<P2；该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小，则图中平衡常数KB>KC；

③平衡常数KB=，若B点时投料比=3，可列三段式如下：

则平衡常数KB=，故答案为：；

④其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施

A．将产物从体系不断分离出去 ，反应速率减慢，不符合题意；

B．给体系升温，平衡逆向移动，减小CO2转化率，不符合题意；

C．给体系加压 ，平衡正向移动，反应速率也加快，符合题意；

D．增大H2的浓度平衡正向移动，反应速率也加快，符合题意；

故答案为：CD

（4）①由图可知,M极消耗CO2,产生C2H4,发生还原反应;N极上产生O2,发生氧化反应,所以M极作电解池阴极,N极作电解池阳极,已知稀硫酸为电解质溶液,所以M极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，

故答案为：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ；

②当消耗标况下2.24L乙烯时，由上题分析可知C2H4 12e-，则导线中转移电子的数目为1.2NA，故答案为：1.2NA。