Question

【題目】綜合利用CO2、CO對構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CO2的減排，其工作原理如圖．

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

Answer 1

【答案】
（1）正極；CO2+2e﹣=CO+O2﹣；H2O+2e﹣=H2+O2﹣
（2）50；逆反應方向
【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，反應物中的氧元素化合價升高，被氧化，失去電子發生氧化反應生成氧氣，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極得到電子發生還原反應生成一氧化碳同時生成氧離子，反應電極反應式為：CO2+2e﹣═CO+O2﹣ ， 水中的氫元素化合價降低被還原，電極反應式為：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50，平衡向逆反應方向移動，
所以答案是：50；逆反應方向．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用化學平衡狀態本質及特征的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應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平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）．