高纯CO2主要用于电子工业、医学研究及临床诊断，同时CO2在工业上也有重要的运用。回答下列问题：利用CO2制备CO：主反应(i)为；副反应(ii)为。

1. 高纯CO₂主要用于电子工业、医学研究及临床诊断，同时CO₂在工业上也有重要的运用。回答下列问题：

利用CO₂制备CO：主反应(i)为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

副反应(ii)为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(1) 298K时相关物质的相对能量如图1所示。

$\text{[math]}$ kJ/mol。

(2) 副反应自发进行的条件是(填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)。

(3) 在一恒容密闭容器中充入1molCO₂和2molH₂ ，同时发生反应i和反应ii。下列叙述正确的是___________(填标号)。 A. 当混合气体的平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态 B. 升高温度，反应i和ii的平衡常数都增大 C. 达到平衡后，通入Ar，反应i和ii的逆反应速率都不变 D. 体系生成0.1molC₂H₄时放出的热量为33.7kJ

(4) 在一密闭容器中充入amolCO₂和3amolH₂ ，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。在0.1MPa、1.0MPa、10MPa下测得CO₂的平衡转化率与温度的关系如图2所示。

①L₃代表的压强为MPa。

②随着温度升高，不同压强下CO₂的平衡转化率趋向相等，其原因是。

③W点时，乙烯为bmol。对应条件下，反应ⅰ的平衡常数Kp=(列出代数式即可)。

提示：用分压计算的平衡常数为Kp，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数。

(5) 在反应器中充入一定量CO₂和H₂ ，在催化剂条件下，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。测得CO₂在单位时间内的转化率、C₂H₄的选择性与温度的关系如图3所示。

温度高于500℃，乙烯的选择性降低，二氧化碳的转化率增大，其原因是。

(6) 以石墨为电极，以KOH溶液为电解质溶液，电解CO₂可以制备乙烯。写出阴极上的电极反应式：。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡移动原理; 化学平衡转化过程中的变化曲线; 电解池工作原理及应用;

【答案】

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综合题困难

已知：某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：CO₂(g) + 4H₂(g) $\text{[math]}$ 2H₂O(g) + CH₄(g)，该反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。回答问题：

（1）若反应为基元反应，且反应的 $\text{[math]}$ 与活化能(Ea)的关系为 $\text{[math]}$ 。在图2中补充完成该反应过程的能量变化示意图。

（2）某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1molCO₂和0.4molH₂ ，反应平衡后测得容器中n(CH₄)=0.05mol。则 $\text{[math]}$ 的转化率为。在上述平衡体系中各加入0.05mol的上述反应物、生成物，则加入后v正v逆(填“>”、“<”或“=”)。

在相同条件下， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 还会发生不利于氧循环的副反应：CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g) + CH₃OH(g)，在反应器中按 $\text{[math]}$ 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度( $\text{[math]}$ )如下表所示。

催化剂	t=350℃		t=400℃
催化剂	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
催化剂Ⅰ	10.8	12722	345.2	42780
催化剂Ⅱ	9.2	10775	34	38932