Question

5．（1）在100℃時，將0.400mol的二氧化氮氣體充入2L抽空的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內的物質進行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

時間（s）	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

①在上述條件下，從反應開始直至20s時，二氧化氮的平均反應速率為0.15 mol/（L•min）．
②n₃=n₄（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）氧族元素單質與H₂反應情況：

元素	O	S	Se	Te
單質與H2反應情況	點燃時易化合	加熱化合	加熱難化合	不能直接化合

工業(yè)上Al₂Te₃可用來制備H₂Te，完成下列化學方程式并配平：
1Al₂Te₃+6H₂O═2Al（OH）₃↓+3H₂Te↑
（3）美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型電源，其構造如圖所示：a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成，通人的氫氣和氧氣由孔隙中逸出，并在電極表面發(fā)生電極反應而放電．

其電極分別為a是負極，（填正或負），若介質為KOH溶液，其電極反應分別是：
a極：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂Ob極：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）①先計算四氧化二氮的反應速率，再根據(jù)同一可逆反應同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算二氧化氮反應速率；
②可逆反應達到平衡狀態(tài)時，各物質的物質的量不變；
（2）根據(jù)元素守恒知，反應物中另一種物質是H₂O，該反應中各元素化合價不變，根據(jù)原子守恒配平方程式即可；
（3）燃料電池中，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，所以a是負極、b是正極，電解質溶液呈堿性，所以負極上氫離子失電子和氫氧根離子反應生成水，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子．

解答 解：（1）①該反應中0-20s內v（N₂O₄）=$\frac{\frac{0.05mol-0}{2L}}{20s}$=0.00125mol/（L．s）=0.075mol/（L．min），同一可逆反應同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比得v（NO₂）=2v（N₂O₄）=2×0.075mol/（L．min）=0.15mol/（L．min），
故答案為：0.15；  
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，60s、80s時四氧化二氮的物質的量相等，說明60s時該反應達到平衡狀態(tài)，所以n₃=n₄，故答案為：=；
（2）根據(jù)元素守恒知，反應物中另一種物質是H₂O，該反應中各元素化合價不變，根據(jù)原子守恒配平方程式為1Al₂Te₃+6H₂O═2Al（OH）₃↓+3H₂Te↑，故答案為：1；6H₂O；2；3；
（3）燃料電池中，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，所以a是負極、b是正極，電解質溶液呈堿性，所以負極上氫離子失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H₂-2e ^-+2OH^-=2H₂O，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+4 e ^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：負；H₂-2e ^-+2OH^-=2H₂O；O₂+4 e ^-+2H₂O=4OH^-．

點評 本題考查化學反應平衡計算、方程式的配平及原電池原理，側重考查基本原理，把握化學平衡中各物質的反應速率與計量數(shù)的關系、燃料電池特點即可解答，難點是電極反應式的書寫，注意（3）題電解質溶液呈堿性，所以不能生成氫離子．