Question

（11分）（1）據(jù)報(bào)道以硼氫化合物NaBH4（H的化合價(jià)為-1價(jià)）和H2O2作原料的燃料電池，可用作通信衛(wèi)星電源。負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，其工作原理如圖所示。

寫出該電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式： 。

（2）火箭發(fā)射常以液態(tài)肼（N2H4）為燃料，液態(tài)過(guò)氧化氫為助燃劑。

已知：N2H4（l） + O2（g） ＝ N2（g）+ 2H2O（l） △H = – 534 kJ·mol—1

H2O2（l）= H2O（l） + 1/2O2（g） △H = – 98.6 kJ·mol—1

寫出常溫下，N2H4（l） 與 H2O2（l）反應(yīng)生成N2和H2O的熱化學(xué)方程式 。

（3）O3可由臭氧發(fā)生器（原理如圖所示）電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為 （填“A”或“B”）。

②若C處通入O 2，則A極的電極反應(yīng)式為：

（4）向一密閉容器中充入一定量一氧化碳跟水蒸氣發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，下列情況下能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是____ _____（選填編號(hào)）。

A．v正（H2O) = v逆（H2)

B．容器中氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變

C．H2O的體積分?jǐn)?shù)不再改變

D．容器中CO2和H2的物質(zhì)的量之比不再發(fā)生改變

E．容器中氣體的密度不再發(fā)生改變

（5）溫度T1時(shí)，在一體積為2L的密閉容積中,加入0.4molCO2和0.4mol 的H2,反應(yīng)中c(H2O)的變化情況如圖所示

T1時(shí)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)第4分鐘達(dá)到平衡。在第5分鐘時(shí)向體系中同時(shí)再充入0.1molCO和0.1molH2（其他條件不變），請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫出第5分鐘到9分鐘c(H2O)濃度變化趨勢(shì)的曲線。

Answer 1

（11分）（1）BH4- — 8e- + 8OH- = BO2- + 6H2O。（2分）

N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(l) △H= -731.2 kJ /mol 。（2分）

（說(shuō)明：△H數(shù)據(jù)、符號(hào)錯(cuò)，狀態(tài)寫錯(cuò)均不得分。）

（3）① A 。（1分）② O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。（2分）

（4）AC 。（2分）（少選一個(gè)得1分，有錯(cuò)均不給分）

（5）（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)原電池的裝置圖，可知負(fù)極是BH4發(fā)生氧化反應(yīng)，B元素的化合價(jià)升高，與氫氧根離子結(jié)合生成BO2-和H2O，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為BH4- — 8e- + 8OH- = BO2- + 6H2O；

（2）根據(jù)蓋斯定律，將氧氣消去，得N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(l) △H=（–534 kJ·mol—1）+2×（–98.6 kJ·mol—1）=-731.2 kJ /mol；

（3）① 由圖可知， B極產(chǎn)生氧氣，則應(yīng)是氫氧根離子放電，所以B是陽(yáng)極，則A是陰極；

②若C處通入O 2，則陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣得到電子與氫離子結(jié)合為水，所以A極的電極反應(yīng)式為O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O；

（4）A．v正（H2O) = v逆（H2)，正逆反應(yīng)速率相等，符合化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，正確；B．容器中氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變的狀態(tài)不是平衡狀態(tài)，因?yàn)樵摲磻?yīng)的特點(diǎn)是氣體物質(zhì)的量不變的狀態(tài)，所以壓強(qiáng)一直不變，錯(cuò)誤； C．平衡時(shí)，各物質(zhì)的含量不再變化，所以H2O的體積分?jǐn)?shù)不再改變 的狀態(tài)是平衡狀態(tài)，正確；D．容器中CO2和H2的物質(zhì)的量之比不再發(fā)生改變的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，因?yàn)槿魏螤顟B(tài)二氧化碳與水蒸氣的物質(zhì)的量之比都是1:1，保持不變，錯(cuò)誤；E．因?yàn)闅怏w的質(zhì)量不變，容器的體積不變，則容器中氣體的密度一直不變，所以氣體密度不再發(fā)生改變的狀態(tài)不是平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤，答案選AC；

（5）在第5分鐘時(shí)向體系中同時(shí)再充入0.1molCO和0.1molH2（其他條件不變），相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，而壓強(qiáng)的改變對(duì)平衡無(wú)影響，所以平衡不移動(dòng)，c(H2O)仍為0.10mol/L，則圖像為

考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用