Question

【題目】綜合利用CO2、CO對構(gòu)建低碳社會有重要意義．
（1）固體氧化物電解池（SOEC）用于高溫電解CO2和H2O的混合氣體，既可高效制備合成氣（CO+H2），又可實現(xiàn)CO2的減排，其工作原理如圖．

①b為電源的（填“正極”或“負(fù)極”）
②寫出電極c發(fā)生的電極反應(yīng)式、 ．
（2）電解生成的合成氣在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）．對此反應(yīng)進(jìn)行如下研究：某溫度下在一恒壓容器中分別充入1.2mol CO和1mol H2 ， 達(dá)到平衡時容器體積為2L，且含有0.4mol CH3OH（g），則該反應(yīng)平衡常數(shù)值為 ， 此時向容器中再通入0.35molCO氣體，則此平衡將移動（填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”）．

Answer 1

【答案】
（1）正極；CO2+2e﹣=CO+O2﹣；H2O+2e﹣=H2+O2﹣
（2）50；逆反應(yīng)方向
【解析】解：（1）①CO2+H2O CO+H2+O2 ， 二氧化碳中的碳元素化合價降低，被還原，水中的氫元素化合價降低被還原，反應(yīng)物中的氧元素化合價升高，被氧化，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，所以電極d為陽極，所以b為電源的正極，所以答案是：正極；
②二氧化碳在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳同時生成氧離子，反應(yīng)電極反應(yīng)式為：CO2+2e﹣═CO+O2﹣ ， 水中的氫元素化合價降低被還原，電極反應(yīng)式為：H2O+2e﹣=H2+O2﹣ ， 所以答案是：CO2+2e﹣═CO+O2﹣；H2O+2e﹣=H2+O2﹣；
（2）

	CO（g）	+	2H2（g）		CH3OH（g）
起始：	1.2mol		1mol		0
轉(zhuǎn)化	0.4mol		0.8mol		0.4mol
平衡	0.8mol		0.2mol		0.4mol

所以：k= =50（mol/L）﹣2 ，
此時向容器中再通入0.35molCO氣體，假設(shè)平衡不移動時，此時容器體積為：2L× =2.5L，則濃度商Qc= =54.3，大于平衡常數(shù)50，平衡向逆反應(yīng)方向移動，
所以答案是：50；逆反應(yīng)方向．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．