20.用CO
2制備C
2H
4,既可減少碳排放,又可獲得實(shí)用的含碳物質(zhì),有利于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。主要反應(yīng)為:
Ⅰ.2CO
2(g)+6H
2(g)?C
2H
4(g)+4H
2O(g)ΔH
1<0
Ⅱ.CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)ΔH
2。
回答下列問題:
(1)①25℃,101kPa時(shí),CO的燃燒熱為283kJ?mol
-1,H
2的燃燒熱為286kJ?mol
-1;
②H
2O(l)=H
2O(g)ΔH=+44kJ?mol
-1。
則ΔH
2=
kJ?mol
-1。反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進(jìn)行的條件是
(填“高溫”或“低溫”)。
(2)向某剛性容器中,按投料比n(CO
2):n(H
2)=1:3充入CO
2和H
2在不同催化劑(M、N)下發(fā)生上述反應(yīng)。一段時(shí)間后,測(cè)得CO
2的轉(zhuǎn)化率、C
2H
4的選擇性(含碳生成物中C
2H
4的百分含量)隨溫度的變化如圖所示。
①由圖可知,催化效果M
N(填“優(yōu)于”或“劣于”)。
②已知活化能E
a(看作不受溫度影響),反應(yīng)溫度T和速率常數(shù)k之間符合公式:lgk=-
+C(R和C為常數(shù)),下列關(guān)于反應(yīng)Ⅰ在題設(shè)條件下的lgk~
圖象與上述兩種催化劑關(guān)系對(duì)應(yīng)正確的是
(填標(biāo)號(hào))。
?
③500~800K之間,乙烯的選擇性隨溫度變化的原因是
。
④能加快制備C
2H
4的速率且提高C
2H
4選擇性的措施有
(填標(biāo)號(hào))。
A.降低溫度
B.增大壓強(qiáng)
C.移走H
2O(g)
D.更換適宜的催化劑
(3)T℃時(shí),在恒容容器中加入1molCO(g)、1molH
2O(g)以及催化劑,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅱ。反應(yīng)后測(cè)得各組分的平衡分壓:p(CO)=0.25MPa和p(CO
2)=0.5MPa,則反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。