二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：

1. 二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO₂的热点研究领域。回答下列问题：

(1) CO₂催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C₂H₄)∶n(H₂O)=。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C₂H₄)(填“变大”“变小”或“不变”)。

(2) 理论计算表明，原料初始组成n(CO₂)∶n(H₂)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。

图中，表示C₂H₄、CO₂变化的曲线分别是、。CO₂催化加氢合成C₂H₄反应的ΔH0(填“大于”或“小于”)。

(3) 根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数K_p=(MPa)⁻³(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

(4) 二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C₃H₆、C₃H₈、C₄H₈等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡的影响因素; 化学平衡转化过程中的变化曲线;

【答案】

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综合题普通

1. 环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中，可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得，体系中同时存在如下反应：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$

反应Ⅲ： $\text{[math]}$

已知：①敞口容器可看成恒压装置，体系压强在反应过程中与大气压(1 $\text{[math]}$ 10*Pa)相等；

②反应中产生的 $\text{[math]}$ 物质的量相对于空气中很少，故可忽略不计，空气中 $\text{[math]}$ 的体积分数约为0.04%；

③气体和液体共存于同一体系，如在溶剂E中发生的反应 $\text{[math]}$ ，其平衡常数表达式可表示为 $\text{[math]}$ (p为气体分压， $\text{[math]}$ 为液相体系中物质的物质的量分数， $\text{[math]}$ )。

回答下列问题：

(1) 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的焓变 $\text{[math]}$ 随温度T的变化如图所示。据图判断，表示反应Ⅰ的焓变曲线为(填“a”“b”或“c”)；反应Ⅱ在(填“高温”或“低温”)下可自发进行。

(2) 为研究上述反应的平衡关系，向敞口反应容器中加入1.0 mol DMC和1.0 mol GL，控制温度为 $\text{[math]}$ ℃。平衡时，测得液相体系中GLD的物质的量分数 $\text{[math]}$ ，反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ Pa，平衡时GLD的产率=%，体系放出热量=kJ，反应Ⅰ各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数 $\text{[math]}$ 。同温下，向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释，重新达到平衡时，GLD的产率将(填“增大”“减小”或“不变")，GLD与 $\text{[math]}$ 物质的量之比 $\text{[math]}$ 。

(3) 以W表示体系中加入 $\text{[math]}$ 与反应物物质的量的比值。实验测定W不同时，DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图(填“甲”或“乙”)；W最大的是(填“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)。图丙为在不同催化剂下反应相同时间。DMC的转化率随温度变化的关系，图丙上的(填字母)点可能是甲、乙两图像所测绘时选取的位置。

综合题普通

2. 低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷( $\text{[math]}$ )热裂解制低碳烯烃的主要反应有：

反应Ⅰ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅲ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的 $\text{[math]}$ 随温度的变化如图1所示。298K下， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有____。 A. 低温 B. 高温 C. 低压 D. 高压 E. 催化剂

(3) 利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题：

①下列有关说法正确的是。

A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$

B．若 $\text{[math]}$ 随温度的上升而增大，则 $\text{[math]}$

C．随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动

D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ

②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是：。

(4) 维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1mol $\text{[math]}$ ，测得平衡体系中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

①平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率为。

②已知810K条件下，存在等式 $\text{[math]}$ (常数) $\text{[math]}$ (对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B)，如 $\text{[math]}$ ， p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变，请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图。

综合题普通

3. 化学链燃烧(CLC)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术。图1是基于 $\text{[math]}$ 载氧体的甲烷化学链燃烧技术的示意图。

空气反应器与燃料反应器中发生的发应分别为：

① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

(1) $\text{[math]}$ 的颜色为。

(2) 反应②的平衡常数表达式 $\text{[math]}$ 。

(3) 氧的质量分数：载氧体I载氧体Ⅱ(填“>”“=”或“<”)。

(4) 往盛有 $\text{[math]}$ 载氧体的刚性密闭容器中充入空气[氧气的物质的量分数 $\text{[math]}$ 为21%]，发生反应①。平衡时 $\text{[math]}$ 随反应温度T变化曲线如图2所示。

985℃时， $\text{[math]}$ 的平衡转化率=(保留两位小数)。

(5) 根据图2数据， $\text{[math]}$ 随温度升高而增大的原因是。反应温度必须控制在1030℃以下，原因是。

(6) 载氧体掺杂改性，可加快化学链燃烧速率。使用不同掺杂的 $\text{[math]}$ 载氧体，反应②的反应历程如图3。

由图3分析：使用(填“氧化铝”或“膨润土”) 掺杂的载氧体反应较快。

(7) 与传统燃烧方式相比，化学链燃烧技术的优点有。

综合题普通