Question

【题目】综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义．
（1）固体氧化物电解池（SOEC）用于高温电解CO2和H2O的混合气体，既可高效制备合成气（CO+H2），又可实现CO2的减排，其工作原理如图．

①b为电源的（填“正极”或“负极”）
②写出电极c发生的电极反应式、 ．
（2）电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）．对此反应进行如下研究：某温度下在一恒压容器中分别充入1.2mol CO和1mol H2 ， 达到平衡时容器体积为2L，且含有0.4mol CH3OH（g），则该反应平衡常数值为 ， 此时向容器中再通入0.35molCO气体，则此平衡将移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）．

Answer 1

【答案】
（1）正极；CO2+2e﹣=CO+O2﹣；H2O+2e﹣=H2+O2﹣
（2）50；逆反应方向
【解析】解：（1）①CO2+H2O CO+H2+O2 ， 二氧化碳中的碳元素化合价降低，被还原，水中的氢元素化合价降低被还原，反应物中的氧元素化合价升高，被氧化，失去电子发生氧化反应生成氧气，所以电极d为阳极，所以b为电源的正极，所以答案是：正极；
②二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子，反应电极反应式为：CO2+2e﹣═CO+O2﹣ ， 水中的氢元素化合价降低被还原，电极反应式为：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
转化	0.4mol		0.8mol		0.4mol
平衡	0.8mol		0.2mol		0.4mol

所以：k= =50（mol/L）﹣2 ，
此时向容器中再通入0.35molCO气体，假设平衡不移动时，此时容器体积为：2L× =2.5L，则浓度商Qc= =54.3，大于平衡常数50，平衡向逆反应方向移动，
所以答案是：50；逆反应方向．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态本质及特征的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）．