二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题．（1）CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2（g）+6H2（g）⇌C2H4（g）+4H2O（g）△H在0.1MPa时，按n（CO2）：n（H2）=1：3投料，如图1所示不同温度（

Question

二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题．
（1）CO₂经催化加氢可合成低碳烯烃：
2CO₂（g）+6H₂（g）⇌C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H在0.1MPa时，按n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料，如图1所示不同温度（T）下，平衡时的四种气态物质的物质的量（n）的关系．
①该反应的△H___0（填“>”、“=”或“<”）．
②为提高CO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是___．
（2）向2L恒容密闭容器中充入2mol CO₂（g）和n mol H₂（g），在一定条件下发生（1）中反应．CO₂的转化率与温度、投料比 X= (n(H2))/(n(CO2))的关系如图2所示：
①X₁___X₂（填“<”、“>”或“=”，下同），平衡常数K（A）___K（B）．
②若B点的投料比为3，则平衡常数K（B）为___（结果保留小数后一位）．若反应从开始到B点需要10min，则v（H₂）=___．
（3）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，利用太阳能将CO₂转化成低碳烯烃，工作原理如图3所示．
①该工艺中能量转化方式主要有___．
②b为电源的___（填“正”或“负”）极，电解时，生成丙烯的电极反应式是___
（4）以CO₂为原料制取碳（C）的太阳能工艺如图4所示．
①过程1中发生反应的化学方程式为___．
②过程2中每生成1mol Fe₃O₄转移电子的物质的量为___．

Answer 1

（1）①由图可知，升高温度，氢气物质的量增大，说明平衡逆向移动，则正反应是放热反应，故△H<0，
故答案为：<；
②反应前后气体体积减小，为提高CO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强，
故答案为：增大压强；
（2）①相同条件下，投料比[X=(n(H2))/(n(CO2))]越大，二氧化碳的转化率越大，根据图知，相同温度下X₁的转化率大于X₂，所以X₁>X₂；该反应的正反应是放热反应，温度越高其平衡常数越小，温度A<B，所以平衡常数A>B，
故答案为：>；>；
②若B点的投料比为3，且从反应开始到B点需要10min，n（CO₂）=2mol，则n（H₂）=6mol，B点二氧化碳的转化率为75%，则参加反应的n（CO₂）=2mol×75%=1.5mol，
                            2CO₂（g）+6H₂（g）⇌C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始量（mol/L）    1                3                0                 0
变化量（mol/L）  0.75             2.25            0.375           1.5
平衡量（mol/L）  0.25          0.75              0.375             1.5
K=(1．54×0.35)/(0.252×0.756)=170.7，
根据二氧化碳和氢气之间的关系式知，参加反应的n（H₂）=3n（CO₂）=4.5mol，则v（H₂）=((△n)/(V))/(△t)=((4.5mol)/(2L))/(10min)=0.225mol/（L．min），
故答案为：170.7； 0.225mol/（L•min）；
（3）①在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，利用太阳能将CO₂转化成低碳烯烃，工作原理图可知，能量变化为：太阳能转化为电能，电能转化为化学能，
故答案为：太阳能转化为电能，电能转化为化学能；
②根据图知，生成氧气的电极是阳极，则连接阳极的电源电极为正极，所以b为正极，阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成丙烯和水，电极反应式为3CO₂+18H⁺+18e^-=CH₃CH=CH₂+6H₂O，
故答案为：正极；3CO₂+18H⁺+18e^-=CH₃CH=CH₂+6H₂O；
（4）①根据图知，Fe₃O₄在大于2300K时分解为FeO与O₂，反应方程式为2Fe₃O₄ (2300K.)/()6FeO+O₂↑，
故答案为：2Fe₃O₄ (2300K.)/()6FeO+O₂↑；
②发生反应：6FeO（S）+CO₂(700K.)/()2Fe₃O₄（S）+C，生成1mol Fe₃O₄时可以得到C的物质的量为0.5mol，转移电子为0.5mol×4=2mol，
故答案为：2mol．