Question

(14 分)过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂，在工业生产中有着重要的用途。 （1）据报道以硼氢化合物Na

(14 分)过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂，在工业生产中有着重要的用途。 （1）据报道以硼氢化合物NaBH 4 （B的化合价为+3价）和H 2 O 2 作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO 2 ，其工作原理如右图所示。该电池放电时正极的电极反应式为： ；以MnO 2 做正极材料，可能是因为 。（2）火箭发射常以液态肼（N 2 H 4 ）为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。已知： N 2 H 4 (g) + O 2 (g) ＝ N 2 (g) + 2H 2 O(g) △H =" –" 534 kJ·mol -1 H 2 O 2 (l) = H 2 O(l) + 1/2 O 2 (g) △H =" –" 98.64 kJ·mol -1 H 2 O(l) = H 2 O(g) △H=" +" 44kJ·mol -1 则反应N 2 H 4 (g) + 2H 2 O 2 (l) = N 2 (g) + 4H 2 O(g) 的△H= 。（3）O 3 可由臭氧发生器（原理如右图所示）电解稀硫酸制得。 ② 图中阴极为 （填“A”或“B”）。②若C处通入O 2 ，则A极的电极反应式为： 。 ③若C处不通入O 2 ，D、E处分别收集到15.68L和有6.72L气体（标准状况下），则E处收集的气体中O 2 和O 3 的体积之比为 （忽略 O 3 的分解）。（4）新型O 3 氧化技术对燃煤烟气中的NO x 和SO 2 脱除效果显著，锅炉烟气中的NO x 以上是以NO形式存在的，可发生反应NO(g）+ O 3 (g) NO 2 (g)+ O 2 (g)。在一定条件下，将NO和O 3 通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应 ，正反应速率随时间变化的示意图（如下图）所示。由图可得出的正确说法是 a．反应在c点达到平衡状态b．反应物浓度：b点小于c点c．该反应为放热反应d．Δ t 1 ＝Δ t 2 时，NO的转化量：a～b段小于b～c段





Answer 1

(14分) ⑴H 2 O 2 + 2e — ＝ 2OH — ；除了作电极材料，MnO 2 还对电极反应具有催化作用 ⑵－643.28kJ·mol —1          ⑶① A       ② O 2 ＋4H ＋ ＋4e － =2H 2 O    ③2︰1              ⑷cd          （每空2分，共14分）

试题分析：（1）原电池负极发生氧化反应，正极反应还原反应，由原电池工作原理图1可知，电极a为负极，电极b为正极，H 2 O 2 在正极放电生成OH - ，电极反应式为H 2 O 2 +2e - =2OH - ； MnO 2 对电极反应具有催化作用。 故答案为：H 2 O 2 +2e - =2OH - ；MnO 2 对电极反应具有催化作用。 （2）已知：①N 2 H 4 （g）+O 2 （g）=N 2 （g）+2H 2 O（g）△H=-534kJ?mol -1 ②H 2 O 2 （l）=H 2 O（l）+1/2O 2 （g）△H=-98.64kJ?mol -1 ③H 2 O（l）=H 2 O（g）△H=+44kJ?mol -1 由盖斯定律，①+②×2+③×3得N 2 H 4 （g）+2H 2 O 2 （l）=N 2 （g）+4H 2 O（g）△H=-534kJ?mol -1 +2×（-98.64kJ?mol -1 ）+2×44kJ?mol -1 =-643.28kJ?mol -1 故答案为：-643.28kJ?mol -1 。 （3）①由图可知，B极生成O 2 、O 3 ，B极反应氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，故A为阴极。 故答案为：A。 ②C处通入O 2 ，O 2 发生还原反应，在酸性条件下生成水，电极反应式为O 2 +4H + +4e - =2H 2 O． 故答案为：O 2 +4H + +4e - =2H 2 O。 ③若C处不通入O 2 ，实质为电解水，D处为氢气，物质的量为11.2L/22.4(L/mol) =0.5mol，E处为氧气、臭氧，物质的量共为4.48L/22.4(L/mol)=0.2mol，令臭氧的物质的量为xmol，根据电子转移守恒有0.5mol×2=xmol×3×2+（0.2mol-xmol）×2×2，解得x=0.1，所以E处收集的气体中O 3 所占的体积分数为(0.1mol/0.2mol)×100%=50%。 故答案为：50%。 （4）该反应反应前后气体的物质的量不变，容器体积不变，故体系压强恒定．绝热恒容密闭容器，体系温度随反应进行变化，随反应进行反应物的浓度降低，由图可知，c点以前正反应速率增大，说明正反应为放热反应，c点以后反应正反应速率降低，应是浓度影响比温度影响更大．图为正反应速率随时间变化，说明反应未到达平衡。 a．反应在c点前，温度对速率影响大，c点以后浓度减小对速率影响大，C点未达到平衡状态，故a错误； b．反应为达平衡，b点在c点之前，浓度反应物浓度：b点大于c点，故b错误； c．该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故c正确； d．a～b段反应速率小于b～c段反应速率，△t 1 =△t 2 时，b～c段反应的NO更多，故NO的转化率：a～b段小于b～c段，故d正确。 故选：cd。 点评：考查原电池与电解池反应原理、反应热的计算、氧化还原反应计算、化学平衡图象、阅读题目获取信息的能力等，难度中等，需要学生具备运用信息与基础知识分析问题、解决问题的能力。