Question

【题目】甲醇（CH3OH）是重要的化工原料，发展前景广阔。

（1）利用甲醇可制成微生物燃料电池（利用微生物将化学能直接转化成电能的装置）。某微生物燃料电池装置如下图所示：

A极附近的电极反应式是_________。

（2）研究表明CO2加氢可以合成甲醇。反应如下：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

①反应的化学平衡常数表达式K=_________。

②有利于提高反应中CO2的平衡转化率的措施有_________（填序号）。

a. 使用催化剂 b. 加压 c. 增大CO2和H2的初始投料比

③研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃～290℃，保持原料气中CO2和H2的投料比不变，按一定流速通过催化剂，得到甲醇的平衡产率与温度的关系如下图所示。该反应焓变H_________0（填“>”、“=”或“<”），其依据是________。

Answer 1

【答案】CH3OH－6e－+H2O==CO2+6H+ b < 温度升高，甲醇的平衡产率降低

【解析】

（1）甲醇燃料电池中甲醇失电子，则A是负极，电极方程式为：CH3OH－6e－+H2O=CO2+6H+；

（2）①根据平衡常数的定义写出表达式；

②根据化学平衡移动原理进行解析；

③根据图像可知，平衡产率随温度升高而降低，所以正反应为放热反应，ΔH＜0。

（1）根据题意，甲醇燃料电池中甲醇失电子，则A是负极，电极方程式为：CH3OH－6e－+H2O=CO2+6H+，故答案为：CH3OH－6e－+H2O=CO2+6H+。

（2）①根据题意，平衡常数K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，则K=c（CH3OH）c（H2O）/c（CO2）c3（H2），故答案为：c（CH3OH）c（H2O）/c（CO2）c3（H2）。

②a.使用催化剂只影响化学速率，不影响平衡移动，故a错误；

b.反应是反应前后气体系数之和减小的可逆反应，加压使平衡正向移动，能够提高CO2的平衡转化率，故b正确；

c.增大CO2和H2的初始投料比相当于增大CO2的浓度，CO2的平衡转化率降低，故c错误。

故答案为：b。

③根据图像可知，平衡产率随温度升高而降低，所以正反应为放热反应，ΔH＜0，故答案为：＜，温度升高，甲醇的平衡产率降低。