题目内容
【题目】（1）如图所示，若C为浓硝酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe ,A电极材料为Cu，则B电极的电极反应式为___________，A电极的电极反应式为_______；反应进行一段时间后溶液C的pH将___ (填“升高”“降低”或“基本不变”)。
（2）我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是____，负极反应为___________；正极反应为_____________________________。
（3）熔盐电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。负极反应式为2CO＋2CO32-－4e－=4CO2，正极反应式为___________，电池总反应式为_______。
【答案】4H++ 2NO3—+2e-=2NO2↑+2H2O Cu-2e-=Cu2+ 升高 铝 4Al－12e－=4Al3＋ 3O2＋6H2O＋12e－=12OH－ O2＋2CO2＋4e－=2CO 2CO＋O2=2CO2
【解析】
（1）铁和铜做两极，浓硝酸做电解质溶液。由于铁在浓硝酸中会发生钝化，所以铜是负极，铁是正极。在负极，铜失去电子变成铜离子，在正极，溶液中的硝酸根离子得电子生成二氧化氮。由于正极反应消耗氢离子，所以溶液的pH升高，故答案为：4H++2NO3—+2e-=2NO2↑+2H2O， Cu-2e-=Cu2+，升高；
（2）铝-空气-海水电池中，铝被空气中的氧气不断氧化而产生电流，所以铝做负极。在负极，铝失去电子变成铝离子，电池正极是氧气得电子。故答案为：铝，4Al－12e－=4Al3＋，3O2＋6H2O＋12e－=12OH－；
（3）一氧化碳是负极燃气，空气和二氧化碳的混合气是正极助燃气，电池的总反应就是一氧化碳燃烧的反应，即2CO+O2=2CO2，用总反应式减去负极反应式，即可得正极反应式。故答案为：O2＋2CO2＋4e－=2CO， 2CO＋O2=2CO2。
【题目】2018年，美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略，而中国却加大了环保力度，生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。
（1）已知：CO2(g)+H2(g)
H2O(g) +CO(g) ΔH1 = + 41.1 kJmol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=－90.0 kJmol-1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：_______。
（2）为提高CH3OH产率，理论上应采用的条件是_______（填字母）。
a.高温高压 b.低温低压 c.高温低压 d.低温高压
（3）250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。
① 反应物X是_______（填“CO2”或“H2”）。
② 判断依据是_______。
（4）250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6mol H2、2mol CO2和催化剂，10min时反应达到平衡，测得c(CH3OH) = 0.75 mol· L－1。
① 前10min的平均反应速率v(H2)＝_______ mol·L－1·min －1。
② 化学平衡常数K = _______。
③ 催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下：
实验编号 | 温度（K） | 催化剂 | CO2转化率（%） | 甲醇选择性（%） |
A | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
B | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 11.9 | 72.7 |
C | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
D | span>553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 70.6 |
根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优选项为_______（填字母）。
