Question

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）① 正极 （2分） ② CO2 + 2e－＝ CO+O2－（1分） H2O + 2e－＝ H2+O2－（1分）

（2）50 （2分） 逆反应方向（2分）

【解析】

试题分析：（1）①电极d与b相连接，电极d上放出氧气，说明电极d是阳极，则 b为电源的正极；②电极c是阴极，由图可知，CO2和H2O得电子生成CO+H2，发生的电极反应式为CO2 + 2e－＝ CO+O2－、H2O + 2e－＝ H2+O2－；

（2）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)，根据反应CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)

起始浓度mol/L 0.6 0.5 0

变化浓度mol/L x 2x x

平衡浓度mol/L 0.6-x 0.5-2x x

平衡时CH3OH(g) 0.4mol即0.2mol/L ,则x=0.2，

平衡时CO浓度0.4 mol/L ，H2的浓度0.1 mol/L，则该反应平衡常数值为0.2/（0.4×0.12）=50；

由于容器为恒压装置，此时向容器中再通入0.35molCO气体，容器体积变大，则此平衡将向逆反应方向移动。

考点：原电池，电解池，平衡常数，平衡移动的影响因素