中國科學家首次實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，相關成果由國際知名學術期刊《科學》在線發(fā)表，因此CO₂的捕集、利用與封存成為科學家研究的重要課題。
以CO₂、C₂H₆為原料合成C₂H₄涉及的主要反應如下：
Ⅰ．CO₂（g）+C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol^-1（主反應）
Ⅱ．C₂H₆（g）?CH₄（g）+H₂（g）+C（s）ΔH=+9kJ?mol^-1（副反應）
（1）反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步：
i.C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）ΔH₁（反應速率較快）
ii.H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）ΔH₂=+41kJ?mol^-1（反應速率較慢）
①ΔH₁=

+136

+136

kJ?mol^-1。
②相比于提高c（C₂H₆），提高c（CO₂）對反應Ⅰ速率影響更大，原因是

反應ii為慢反應，為反應Ⅰ的決速步，則提高c（CO₂），反應ii速率加快，反應Ⅰ速率加快

反應ii為慢反應，為反應Ⅰ的決速步，則提高c（CO₂），反應ii速率加快，反應Ⅰ速率加快

。
（2）向恒壓密閉容器中充入CO₂和C₂H₆合成C₂H₄，發(fā)生主反應，溫度對催化劑K-Fe-Mn/Si-2性能的影響如圖所示，工業(yè)生產中綜合各方面的因素后，反應選擇800℃的原因是

800℃時，C₂H₄選擇性比780℃略小，但二氧化碳的轉化率大，有利于提高C₂H₄的產率，同時800℃時，C₂H₄選擇性與820℃相比略高，且節(jié)約能源

800℃時，C₂H₄選擇性比780℃略小，但二氧化碳的轉化率大，有利于提高C₂H₄的產率，同時800℃時，C₂H₄選擇性與820℃相比略高，且節(jié)約能源

。

（3）在800℃時，n（CO₂）：n（C₂H₆）=1：3，充入一定容積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應，初始壓強為P₀，一段時間達到平衡，產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等，該溫度下反應的平衡常數(shù)K_p=

16

55

P

0

16

55

P

0

（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)）。
（4）工業(yè)上也可用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應：2CH₄（g）?C₂H₄（g）+2H₂（g）ΔH＞0。
①在恒容絕熱的容器中進行上述反應，下列不能用來判斷達到平衡狀態(tài)的是

CD

CD

（填字母）。
A．混合氣體的平均相對分子質量不再改變
B．容器中壓強不再改變
C．混合氣體的密度不再改變
D．反應物的消耗量與任一產物的生成量的比值為一定值
②溫度T時，向2L的恒容反應器中充入2molCH₄，僅發(fā)生上述反應，反應過程中CH₄的物質的量隨時間變化如圖所示：

實驗測得v_正=k_正c²（CH₄），v_逆=k_逆c（C₂H₄）?c²（H₂），k_正、k_逆為速率常數(shù)，只與溫度有關，T溫度時

k

正

k

逆

=

（

2

-

x

）

3

4

x

2

（

2

-

x

）

3

4

x

2

（用含有x的代數(shù)式表示）；當溫度升高時，k_正增大m倍，k_逆增大n倍，則m

＞

＞

（填“＞”“＜”或“=”）n。