Question

CO₂是一种重要的化学资源，基于Sabatier反应，中科院设计完成了在催化剂作用下CO₂氧化制取具有工业使用价值的气体。回答下列问题：

（1）已知：

则    _____。

（2）CO₂氧化制的过程中，还存在反应：。

①随着反应进行，催化剂的活性明显降低，原因是_________________；

②若适当通入过量的CO₂，则会明显减缓催化剂活性降低现象，原因是________________。

（3）CO₂氧化制过程中，不同催化剂对反应物的转化率有不同影响，研究发现使用钴盐、铬盐作催化剂，未达到平衡时，其催化效果有如下结论：

实验编号		催化剂	转化率/%	选择性/%
	CO2
Ⅰ	650	钴盐	19.0	37.6	17.6	78.1
Ⅱ	650	铬盐	32.1	23.0	77.3	10.4

说明：选择性是指转化的乙烷中生成乙烯的百分比；选择性是指转化的中生成的百分比。该反应宜选取的催化剂为______，理由是________________。

（4）、的某刚性容器中充入、混合气体，压强为p，若仅发生如下反应：，达到平衡时，的体积分数为0.2。

①测得正反应速率为，逆反应速率为，其中、为速率常数，则______（以和表示），，则平衡时________。

②已知：气体分压=气体总压×体积分数，上述反应若应用平衡分压代替平衡浓度，所得的化学平衡常数______。

Answer

生成的固态碳附着在催化剂表面上，减少了催化剂与反应物的接触面积 增大的量，会减少积碳的形成，由此会减缓催化剂与反应物接触面积减少的发生 铬盐 相同温度下，铬盐作催化剂时的转化率和的选择性均较高

【解析】

本题综合考查利用盖斯定律进行反应热的计算、根据数据进行分析选择催化剂、有关化学平衡的计算和平衡常数的计算等化学反应原理相关知识点，能力重点考查学生的信息获取能力与逻辑推理能力，总体难度一般，只要仔细读题，分析到位解题不是十分困难。

（1）根据盖斯定律可知反应可由题中反应1减反应2，故，故答案为：+177.6；

（2）①根据反应特点，生成的碳附着在催化剂表面上，减少了催化剂与反应物的接触面积，造成催化剂的活性明显降低。

②增大的量，发生反应，消耗C，从而减少积碳；增加的量，还会使反应正向移动，减少了的浓度，由此减少了反应进行的程度，减少了积碳的形成，所以会明显减缓催化剂活性降低现象，故答案为：生成的固态碳附着在催化剂表面上，减少了催化剂与反应物的接触面积；增大的量，会减少积碳的形成，由此会减缓催化剂与反应物接触面积减少的发生；

（3）根据表格数据提供的信息可知选择铬盐作催化剂时的转化率和的选择性均高于钴盐，故选取铬盐作催化剂更好，故答案为：铬盐；

（4）①达到平衡时，，根据平衡常数表达式 及正反应速率为和逆反应速率为，可以得出；

根据三段式法，可以得出：

，

，故答案为：；；

②根据阿伏加德罗定律，同温同体积是气体的压强之比等于物质的量之比，结合①的计算可知x=1，故平衡时容器的压强为，故各组分的分压分别为：p(C2H6)=p(CO2)=p(C2H4)=p(CO)=p(H2O)=，带入表达式得出，故答案为 。