(1)①该工业方法制取甲醇原理为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水,反应方程式为
CO 2(g)+3H 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g),
故答案为:CO 2(g)+3H 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g);
②根据三段式计算
CO 2(g)+3H 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g)
开始(mol/L):1 3.25 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 1 0.75 0.75
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H 2)=
2.25mol/L
10min =0.225mol/(L.min),
平衡时二氧化碳的转化率为
0.75mol/L
1mol/L ×100%=75%,
故答案为:0.225mol/(L.min);75%;
③由②中知平衡时各组分的浓度,所以k=
c( CH 3 OH)•c (H 2 O)
c (CO 2 ) •c 3 (H 2 ) =
0.75×0.75
0.25 ×1 3 =2.25,
当温度降低时K值变大,说明平衡向正反应进行,温度降低平衡向吸放热反应进行,即正反应为放热反应,△H<0,
故答案为:2.25;<;
④使n(CH 3OH)/n(CO 2)增大应使平衡向正反应方向移动:
A.该反应正反应为放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,n(CH 3OH)/n(CO 2)减小,故A错误;
B.充入He气,参加反应的物质的浓度不变,平衡不移动,故B错误;
C.将H 2O(g)从体系中分离,生成物浓度减小,平衡向正反应方向移动,故C正确;
D.用更有效的催化剂,平衡不移动,故D错误;
故答案为:C;
(2)总反应式为2CO 2=2CO+O 2,阳极反应为4OH --4e -=O 2↑+2H 2O,总反应式减去阳极反应式得阴极反应式,所以阴极反应为:2CO 2+4e -+2H 2O=2CO+4OH -,
故答案为:2CO 2+4e -+2H 2O=2CO+4OH -.