大量的碳排放會(huì)直接推高全球地表的平均溫度，如果不加以控制，將對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì)造成巨大的影響。為充分利用碳資源，減少碳排放，在一定條件下，可利用二氧化碳合成低碳烯烴。如二氧化碳與氫氣反應(yīng)合成乙烯，其反應(yīng)式為2CO₂（g）+6H₂（g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）  ΔH＜0。
（1）該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是

低溫

低溫

（填“高溫”“低溫”或“任意溫度”）；理由是

因?yàn)樵摲磻?yīng)的ΔS＜0，ΔH＜0，由ΔG=ΔH-TΔS可知，要使ΔG＜0，T就要小，故要低溫

因?yàn)樵摲磻?yīng)的ΔS＜0，ΔH＜0，由ΔG=ΔH-TΔS可知，要使ΔG＜0，T就要小，故要低溫

。
（2）一定條件下，在恒容密閉容器中該反應(yīng)溫度、投料比[

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

=x]對(duì)CO₂平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖所示。


①a

＞

＞

3（填“＞”“＜”或“=”）；M、N兩點(diǎn)反應(yīng)的平衡常數(shù)K_M

＞

＞

K_N（填“＞”“＜”或“=”）。
②300℃，往3L反應(yīng)容器中加入3molH₂，1molCO₂，反應(yīng)10min達(dá)到平衡。求0到10min氫氣的平均反應(yīng)速率

0.06mol/（L?min）

0.06mol/（L?min）

。
③若該反應(yīng)有一副反應(yīng)CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），當(dāng)溫度為300℃，x=3時(shí)，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，生成乙烯的選擇性為

2

3

（選擇性：生成C₂H₄消耗的CO₂與共轉(zhuǎn)化的CO₂之比），則該副反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.3125

0.3125

。
（3）中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所電催化還原CO₂制乙烯，原理如圖所示。
①已知PTFE浸泡了飽和KCl溶液，請(qǐng)寫出陰極的電極反應(yīng)式

2CO₂+12e^-+8H₂O=C₂H₄+12OH^-

2CO₂+12e^-+8H₂O=C₂H₄+12OH^-

。
②若外電路通過的電子為16.5mol,電流效率（η）為80%，則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的C₂H₄的體積為

24.64

24.64

L（η=

生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)

轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)

×100%）。