低碳經濟成為人們一種新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源領域的一個重要研究方向。請你結合下列有關圖示和所學...

問題詳情：

低碳經濟成為人們一種新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源領域的一個重要研究方向。請你結合下列有關圖示和所學知識回答：

Ⅰ.用CO2催化加*可以製取乙烯：CO2(g)＋3H2(g)C2H4(g)＋2H2O(g)。

(1)若該反應體系的能量隨反應過程變化的關係如圖所示，則該反應的ΔH＝______________(用含a、b的式子表示)；又知：相關化學鍵的鍵能如下表所示，實驗測得上述反應的ΔH＝－152 kJ·mol－1，則表中的x＝________。

(2)以稀硫*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______________________________。

Ⅱ.用CO2催化加*還可以製取二*醚：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－122.5 kJ·mol－1，某壓強下，合成二*醚的反應在不同温度、不同投料比時，CO2的平衡轉化率如圖所示。

(3)圖中TT2分別表示反應温度，判斷TT2大小關係的依據是________________________________________________________；圖中A、B、C三點對應的平衡常數分別為KA、KB、KC，其三者大小的關係是______________。

(4)T1温度下，將6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密閉容器中，經過5 min反應達到平衡，則0～5 min內的平均反應速率v(H2)＝____________，平衡常數K＝______________(列出計算式即可)。

【回答】

*　(1)－(b－a) kJ·mol－1　764 kJ·mol－1

(2)2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O

(3)該反應的正反應為放熱反應，升高温度平衡向逆反應方向移動，CO2的轉化率減小，根據圖像知在投料比相同時，T1平衡時CO2的轉化率大於T2，則T1<T2　KA＝KC＞KB

(4)1.08 mol·L－1·min－1　

解析　(1)由圖知CO2(g)＋3H2(g)具有的總能量大於C2H4(g)＋2H2O(g)具有的總能量，該反應為放熱反應，反應的ΔH＝生成物具有的總能量－反應物具有的總能量＝－(b－a) kJ·mol－1；反應熱ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝2E(C===O)＋3E(H—H)－＝2×803 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－＝－152 kJ·mol－1，解得x＝764 kJ·mol－1。

(2)根據圖示，在M電極上CO2發生得電子的還原反應生成C2H4，M電極為*極，電極反應式為2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O。

(3)該反應的正反應為放熱反應，升高温度平衡向逆反應方向移動，CO2的轉化率減小，根據圖像知在投料比相同時，T1平衡時CO2的轉化率大於T2，則T1<T2；由圖可知，A、C温度相同，化學平衡常數相同，B點温度高於A、C，KA、KB、KC三者大小的關係是KA＝KC＞KB。

(4)由圖可知，將6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密閉容器中，經過5 min反應達到平衡時，CO2的平衡轉化率為60%，由題給數據建立如下三段式：

            2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)

起(mol·L－1)  3        6        0            0

變(mol·L－1)  1.8       5.4      0.9          2.7

平(mol·L－1)  1.2       0.6      0.9          2.7

則0～5 min內的平均反應速率v(H2)＝＝＝1.08 mol·L－1·min－1；化學平衡常數K＝＝。

知識點：電化學 膠體

題型：綜合題