8.N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備受到人們的關注.一定溫度下,在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應:
2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g),△H>0
①下表為該反應在T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)
t/s05001000
c(N2O5)/mol•L-15.003.522.48
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電極上發(fā)生反應的電極反應式NO2+NO3--e-═N2O5
在電解池中生成N2O5的電極反應式為N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+

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=$\frac{△c}{△t}$計算;
②由4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)可知,NO2被氧化,因此石墨Ⅰ作為負極,電極方程式為NO2+NO3--e-═N2O5;
先根據(jù)化合價判斷生成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,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,氮元素化合價升高,發(fā)生氧化反應,陽極電極反應式為N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+,陰極發(fā)生2H++2e-=H2↑的反應,因此應該在左側(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+

點評 本題考查了化學反應速率的計算及其電化學原理的應用,難度較大,根據(jù)離子的放電順序?qū)懗鱿鄳碾姌O反應式是關鍵.

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