Question

【題目】（1）肼（N2H4）又稱(chēng)聯(lián)氨，廣泛用于火箭推進(jìn)劑、有機(jī)合成及燃料電池，肼燃料電池原理如圖所示，通入N2H4的電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。

（2）在2L密閉容器中，800 ℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變化如表：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/mol	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

①到達(dá)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為____。

②用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝_____。

③如圖所示，表示NO2變化曲線(xiàn)的是_____。

④能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____(填序號(hào))。

A．v(NO2)＝2v(O2)

B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

C．v逆(NO)＝2v正(O2)

D．容器內(nèi)的密度保持不變

Answer 1

【答案】N2H4—4e-+4OH-=N2+4H2O 65% 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 b BC

【解析】

(1)燃料電池中通入燃料肼的為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合圖示書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；

(2)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)，求出反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量，再計(jì)算NO的轉(zhuǎn)化率；②先計(jì)算一氧化氮的反應(yīng)速率，再根據(jù)同一化學(xué)反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算氧氣的反應(yīng)速率；③根據(jù)表格知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，一氧化氮的物質(zhì)的量減小，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮的物質(zhì)的量逐漸增大，根據(jù)一氧化氮和二氧化氮之間轉(zhuǎn)化關(guān)系式計(jì)算平衡時(shí)二氧化氮的物質(zhì)的量，從而確定曲線(xiàn)；④根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷。

(1)肼燃料電池中通入燃料肼的為負(fù)極，肼在堿性電解質(zhì)中失去電子生成氮?dú)夂退�，電極反應(yīng)為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故答案為：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；

(2)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)，到達(dá)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率=×100%=65%，故答案為：65%；

②0～2s時(shí)，v(NO)==0.003mol/(L·s)，同一化學(xué)反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以v(O2)=v(NO)=0.0015mol/(L·s)，故答案為：0.0015mol/(L·s)；

③根據(jù)表格數(shù)據(jù)知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，一氧化氮的物質(zhì)的量減小，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮的物質(zhì)的量逐漸增大，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，參加反應(yīng)的n(NO)=(0.020-0.007)mol=0.013mol，根據(jù)二氧化氮和一氧化氮的關(guān)系式知，平衡狀態(tài)時(shí)生成n(NO2)等于參加反應(yīng)的n(NO)，所以為0.013mol，c(NO2)==0.0065mol/L，所以代表二氧化氮的曲線(xiàn)為b，故答案為：b；

④A．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，v(NO2)=2v(O2)始終存在，故A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)是氣體體積變化的反應(yīng)，所以該反應(yīng)的壓強(qiáng)為變量，壓強(qiáng)不再變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故B正確；C．v正(NO)=2v逆(O2)，正逆反應(yīng)符合系數(shù)比，表示正逆反應(yīng)速率相等，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；D．根據(jù)質(zhì)量守恒，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以密度始終不變，不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；故選BC。