Question

一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu₂O并通入10.0mol水蒸气，发生反应：2H₂O(g)2H₂(g)+O₂(g) △H=+484kJ/mol，T₁温度下不同时段产生O₂的量，见下表：

时间/min	20	40	60	80
n(O2)/mol	1.0	1.6	2.0	2.0

（1）前20min的反应速率ⅴ(H₂O)=         

（2）T₁温度下，该反应的平衡常数表达式为：              

（3）在T₂温度时，K=0.4，T₁         T₂(填“>”“<”“=”)

（4）T₁温度下，t₁时刻达到平衡时的图像大致为：（见下图I）

请在图I中画出降温至T₀后，t₀  min达到平衡时的大致图像，并作必要的简单标注。

图I

（5）H₂可作氢氧燃料电池的反应物质，请写出在酸性介质中，氢氧燃料电池的负极反应式：              

Answer

（1）0.05mol/(L.min) （2） k=

（3）T1>T2

（4）

（5）H2-2e-=2H+

【解析】

试题分析：（1）前20min内生成1molO2，则消耗水2mol，v（H2O）=；

（2）平衡常数指生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度系数次幂之积的比值，所以反应2H2O（g）2H2（g）+O2（g）平衡常数的表达式k=；

（3）根据表格数据，T1温度下k=， T2温度时，K=0.4；该反应吸热，升高温度K增大，T1>T2；

（4）降温至T0后反应速率降低，平衡逆向移动，氧气的平衡浓度减小，

；

（5）H2可作氢氧燃料电池的反应物质在酸性介质中，氢氧燃料电池的负极反应式：H2-2e-=2H+。

考点：本题考查化学反应速率、化学平衡移动、原电池。