Question

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

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

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

①到達平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為____。

②用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應的平均速率v＝_____。

③如圖所示，表示NO2變化曲線的是_____。

④能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_____(填序號)。

A．v(NO2)＝2v(O2)

B．容器內(nèi)壓強保持不變

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極，負極發(fā)生氧化反應，結合圖示書寫電極反應式；

(2)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)，求出反應的NO的物質(zhì)的量，再計算NO的轉(zhuǎn)化率；②先計算一氧化氮的反應速率，再根據(jù)同一化學反應中同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算氧氣的反應速率；③根據(jù)表格知，隨著反應的進行，一氧化氮的物質(zhì)的量減小，則平衡向正反應方向移動，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)化關系式計算平衡時二氧化氮的物質(zhì)的量，從而確定曲線；④根據(jù)化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷。

(1)肼燃料電池中通入燃料肼的為負極，肼在堿性電解質(zhì)中失去電子生成氮氣和水，電極反應為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)，到達平衡時NO的轉(zhuǎn)化率=×100%=65%，故答案為：65%；

②0～2s時，v(NO)==0.003mol/(L·s)，同一化學反應中同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(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，隨著反應的進行，一氧化氮的物質(zhì)的量減小，則平衡向正反應方向移動，二氧化氮的物質(zhì)的量逐漸增大，當反應達到平衡狀態(tài)時，參加反應的n(NO)=(0.020-0.007)mol=0.013mol，根據(jù)二氧化氮和一氧化氮的關系式知，平衡狀態(tài)時生成n(NO2)等于參加反應的n(NO)，所以為0.013mol，c(NO2)==0.0065mol/L，所以代表二氧化氮的曲線為b，故答案為：b；

④A．無論反應是否達到平衡狀態(tài)，v(NO2)=2v(O2)始終存在，故A錯誤；B．該反應是氣體體積變化的反應，所以該反應的壓強為變量，壓強不再變化，說明反應達平衡狀態(tài)，故B正確；C．v正(NO)=2v逆(O2)，正逆反應符合系數(shù)比，表示正逆反應速率相等，說明反應達平衡狀態(tài)，故C正確；D．根據(jù)質(zhì)量守恒，反應前后氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以密度始終不變，不能說明達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；故選BC。