Question

【題目】（1）肼（N2H4）又稱聯氨，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的轉化率為____。

②用O2表示從0～2 s內該反應的平均速率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的是_____(填序號)。

A．v(NO2)＝2v(O2)

B．容器內壓強保持不變

C．v逆(NO)＝2v正(O2)

D．容器內的密度保持不變

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，負極發生氧化反應，結合圖示書寫電極反應式；

(2)①根據表格數據，求出反應的NO的物質的量，再計算NO的轉化率；②先計算一氧化氮的反應速率，再根據同一化學反應中同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數之比計算氧氣的反應速率；③根據表格知，隨著反應的進行，一氧化氮的物質的量減小，則平衡向正反應方向移動，二氧化氮的物質的量逐漸增大，根據一氧化氮和二氧化氮之間轉化關系式計算平衡時二氧化氮的物質的量，從而確定曲線；④根據化學平衡狀態的判斷依據判斷。

(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根據表格數據，到達平衡時NO的轉化率=×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，各物質的反應速率之比等于其計量數之比，所以v(O2)=v(NO)=0.0015mol/(L·s)，故答案為：0.0015mol/(L·s)；

③根據表格數據知，隨著反應的進行，一氧化氮的物質的量減小，則平衡向正反應方向移動，二氧化氮的物質的量逐漸增大，當反應達到平衡狀態時，參加反應的n(NO)=(0.020-0.007)mol=0.013mol，根據二氧化氮和一氧化氮的關系式知，平衡狀態時生成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，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，故B正確；C．v正(NO)=2v逆(O2)，正逆反應符合系數比，表示正逆反應速率相等，說明反應達平衡狀態，故C正確；D．根據質量守恒，反應前后氣體的質量不變，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，故D錯誤；故選BC。