Question

8．N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注．一定溫度下，在恒容密閉容器中N₂O₅可發(fā)生下列反應(yīng)：
2N₂O₅（g）═4NO₂（g）+O₂（g），△H＞0
①下表為該反應(yīng)在T₁溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

t/s	0	500	1000
c（N2O5）/mol•L-1	5.00	3.52	2.48

則500s內(nèi)NO₂的平均生成速率為5.92×10^-3mol/（L•s）．
②現(xiàn)以NO₂、O₂、N₂O₅、熔融鹽NaNO₃組成的燃料電池，采用電解法制備N₂O₅，裝置如圖所示．

寫出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅．
在電解池中生成N₂O₅的電極反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

Answer 1

分析 ①500s內(nèi)，△c（N₂O₅）=（5.00-3.52）mol•L^-1=1.48mol•L^-1，則△c（NO₂）=$\frac{4}{2}×$△c（N₂O₅）=2×1.48mol•L^-1=2.96mol•L^-1，帶入v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
②由4NO₂（g）+O₂（g）=2N₂O₅（g）可知，NO₂被氧化，因此石墨Ⅰ作為負(fù)極，電極方程式為NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅；
先根據(jù)化合價(jià)判斷生成N₂O₅的電極，再根據(jù)離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式．

解答 解：①500s內(nèi)，△c（N₂O₅）=（5.00-3.52）mol•L^-1=1.48mol•L^-1，則△c（NO₂）=$\frac{4}{2}×$△c（N₂O₅）=2×1.48mol•L^-1=2.96mol•L^-1，v（NO₂）=$\frac{2.96mol•L{\;}^{-1}}{500s}$=5.92×10^-3mol/（L•s），
故答案為：5.92×10^-3mol/（L•s）；
②由4NO₂（g）+O₂（g）=2N₂O₅（g）可知，NO₂被氧化，因此石墨Ⅰ作為負(fù)極，電極方程式為NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅，石墨Ⅱ通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)，為原電池的正極，電極方程式為O₂+2N₂O₅+4e^-═4NO₃^-，
左側(cè)Pt為陽極，N₂O₄→N₂O₅，氮元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極電極反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑的反應(yīng)，因此應(yīng)該在左側(cè)生成N₂O₅，即在陽極區(qū)域生成，
故答案為：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅；N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及其電化學(xué)原理的應(yīng)用，難度較大，根據(jù)離子的放電順序?qū)懗鱿鄳?yīng)的電極反應(yīng)式是關(guān)鍵．