2.某海军研究实验室利用海水获得CO2和CO2,通过CO2催化加氢反应先生成乙烯等低碳烯烃，进而制取液态烃，从而减少舰艇以及飞机对燃料补给的依赖延长续航时间。制取乙烯发生的主要反应有：ⅰ.CO2ⅱ.CO2(1)CO2催化加氢制乙烯包括以下两个步骤，如图所示。CO2已知：CO2则甲醇制乙烯的热化学方程式为________________________。(2)不同压强下CO2的平衡转化率与温度的关系如下图：CO2①如图B点CO2___A点CO2(填“>”“<”或“=”)，在B点给定的温度和压强下，提高CO2平衡转化率的方法有________。②在恒定压强下，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先降低后升高。表明在较低温度下体系中合成低碳烯烃时______(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)占主导。③在较高温度如850℃时，CO2的平衡转化率随着压强的升高而减小的原因是_______________。根据图像可知，为了更多获得乙烯等低碳烯烃反应条件应控制在______(填序号)。a.温度300~400℃ b.温度900~1000℃ c.压强0.1~1.0Mpa d.压强2.0~3.0MPa(3)如上图A点所在的条件进行反应，将CO2和CO2以一定的流速通过K-Fe-MnO/CO2催化剂进行反应，测得CO2总的转化率为50.0%,CO2和CO的物质的量之比为2:1,反应ⅰ用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数CO2______(只列算式不计算，已知气体分压=气体总压×体积分数)。不改变气体流速和温度，一定能提高CO2选择性的措施有_____(填序号)。a.加压 b.选择合适的催化剂 c.将反应中产生的水及时分离

1. 热化学方程式书写：通过已知反应步骤叠加，利用盖斯定律计算总反应的焓变，注意配平和物质状态。
2. 平衡转化率与压强关系：结合勒沙特列原理分析压强对平衡的影响，判断不同条件下反应主导方向。
3. 平衡常数与选择性：利用分压计算平衡常数，分析反应条件对产物选择性的影响，明确催化剂的作用。

第（1）题

关键思路：将两个已知反应相加，消去中间物质CH₃OH，得到甲醇制乙烯的总反应式。

1. 反应叠加：
   • 反应ⅰ：CO₂ + H₂ → CH₃OH（假设焓变为ΔH₁）
   • 反应ⅱ：CH₃OH → C₂H₄ + H₂O（假设焓变为ΔH₂）
   • 总反应：CO₂ + 2H₂ → C₂H₄ + H₂O，ΔH = ΔH₁ + ΔH₂

第（2）题

① B点与A点平衡转化率比较

• 图像分析：B点（0.1MPa）温度高于A点（0.1MPa），温度升高使平衡转化率降低，故B点转化率 < A点。
• 提高转化率方法：增大氢碳比（提供更多H₂），或分离生成物（如H₂O、C₂H₄）。

② 温度对转化率的影响

• 低温下反应ⅰ占主导：低温时反应ⅰ（生成CH₃OH）更易进行，高温时反应ⅱ（生成C₂H₄）占优。

③ 高温下压强对转化率的影响

• 反应ⅲ的逆向移动：高温下反应ⅲ（如生成H₂O）占主导，加压使H₂O含量增加，抑制CO₂转化。

最佳反应条件：选择温度300~400℃（转化率较高）和压强0.1~1.0MPa（避免副反应）。

第（3）题

平衡常数计算

• 分压计算：总转化率50%，CO₂转化后物质的量为0.5，生成C₂H₄与CO的比为2:1，结合总压和体积分数计算各物质分压。
• 平衡常数表达式：$K_p = \frac{P_{C_2H_4} \cdot P_{H_2O}}{P_{CO_2} \cdot P_{H_2}^2}$。

提高选择性措施

• 加压（a）：增加压力使平衡向气体分子数减少的方向移动，有利于C₂H₄生成。
• 分离产物（c）：及时移除C₂H₄，促进反应正向进行，提高选择性。