CO₂的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學(xué)研究的重要課題。以CO₂、C₂H₆為原料合成C₂H₄涉及的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.CO₂（g）+C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol^-1（主反應(yīng)）
Ⅱ.C₂H₆（g）?CH₄（g）+H₂（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol^-1（副反應(yīng)）
（1）反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步：
i.C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）ΔH₁（反應(yīng)速率較快）
ii.H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）ΔH₂=+41kJ?mol^-1（反應(yīng)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(yīng)I速率影響更大，其原因是

反應(yīng)ⅱ為反應(yīng)Ⅰ的決速度，c（CO₂）增大，反應(yīng)ii速率加快，從而提高反應(yīng)Ⅰ速率

反應(yīng)ⅱ為反應(yīng)Ⅰ的決速度，c（CO₂）增大，反應(yīng)ii速率加快，從而提高反應(yīng)Ⅰ速率

。
（2）向恒壓密閉容器中充入CO₂和C₂H₆合成C₂H₄，選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示，工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，反應(yīng)選擇800℃的原因是

800℃時，C₂H₄選擇性比780℃略有降低，但CO₂的轉(zhuǎn)化率增大較多，有利于提高C₂H₄的產(chǎn)率；800℃時，C₂H₄選擇性與820℃相比選擇性略高

800℃時，C₂H₄選擇性比780℃略有降低，但CO₂的轉(zhuǎn)化率增大較多，有利于提高C₂H₄的產(chǎn)率；800℃時，C₂H₄選擇性與820℃相比選擇性略高

。

（3）在800℃時，

n

（

C

O

2

）

n

（

C

2

H

6

）

=

1

3

，充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應(yīng)，初始壓強為P，一段時間達到平衡，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=

16

55

p₀

16

55

p₀

（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應(yīng)：2CH₄?C₂H₄+2H₂ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH₄，僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中CH₄的物質(zhì)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(guān)，則T溫度時

k

逆

k

正

═

（

2

-

x

）

3

4

x

2

（

2

-

x

）

3

4

x

2

（用含有m的代數(shù)式表示）。

（5）我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法（裝置如圖）用C₂H₆和CO₂合成了C₂H₄。
①M是電源的

負

負

極。
②陽極電極反應(yīng)式是

C₂H₆+O^2--2e^-═C₂H₄+H₂O

C₂H₆+O^2--2e^-═C₂H₄+H₂O

。