Question

按要求填空：

（1）航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、不污染环境等优点，碱式氢氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应表示为：O₂+2H₂O+4e^-4OH^-，则其负极反应可表示为__________________。

（2）在一定条件下，RO₃^n-和I^-发生反应的离子方程式如下：  RO₃^n-+6I^-+6H⁺=R^-+3I₂+3H₂O

则R元素的原子最外层电子有          个。

（3）Na₂S_X在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na₂SO₄，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na₂S_x与NaClO的物质的量之比为1:16，则x值是   

（4）CH₄和H₂O（g）通入聚焦太阳能反应器中，发生反应：CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g），将等物质的量的CH₄和H₂O（g）充入2L恒容密闭反应器中，某温度下反应达到平衡时 =27，此时测得n（CO）=0.2mol，则平衡时CH₄的转化率为       ．（计算结果保留三位有效数字）。

Answer

（1）2H2+4OH--4e-=4H2O ；（2）7 ；（3）5；（4）90.9%。

【解析】

试题分析：（1）航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、不污染环境等优点，碱式氢氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应表示为：O2+2H2O+4e-4OH-，其负极是氢气失去电子，与溶液的OH-结合形成水，反应可表示为2H2+4OH--4e-=4H2O；（2）在一定条件下，RO3n-和I-发生反应的离子方程式如下： RO3n-+6I-+6H+=R-+3I2+3H2O，由于R元素的阴离子是R-，则R元素的原子最外层电子有7个；（3）Na2SX在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，由于若反应中Cl元素的化合价降低了2价，Na2Sx元素的化合价升高了(6+2/x)，由于Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1:16，所以16×2=x(6+2/x),解得x=5；依据化学平衡的三段式列式计算，设CH4和H2O(g)物质的量为a，

CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g)

起始量（mol） a a 0 0

变化量（mol） 0.20 0.20 0.20 0.60

平衡量（mol） a-0.20 a-0.20 0.20 0.60

K=[c(CO)·c3(H2)]/[c(CH4)c(H2O)]=[0.1×0.33](a−0.2)/2=27。解得a=0.22mol。所以CH4的平衡转化率=(0.20mol÷0.22mol)×100%=91.0%。

考点：考查化学反应平衡及物质的转化率的计算的知识。