Question

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NaBH₄(B为＋3价)和H₂O₂作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt或C，正极材料采用MnO₂，其工作原理如图所示。该电池放电时正极的电极反应式为_________________________；MnO₂除了作正极材料外，还可能对电极反应具有_________________作用。

（2）火箭发射常以液态肼(N₂H₄)为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。已知：

N₂H₄(l)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)，ΔH＝－534 kJ·mol^－1

H₂O₂(l)===H₂O(l)＋O₂(g)，ΔH＝－98 kJ·mol^－1

H₂O(l)===H₂O(g)，ΔH＝＋44 kJ·mol^－1

试写出N₂H₄和液态H₂O₂反应生成气态水的热化学方程式___________________。

（3）O₃可由臭氧发生器(原理如右图所示)电解稀硫酸制得。

①图中阴极为___________(填“A”或“B”)。

②若C处不通入O₂，A极的电极反应式为_________________。

③若C处通入O₂ ，则A极的电极反应式为_________________。

（4）新型O₃氧化技术对燃煤烟气中的NO_x和SO₂脱除效果显著，锅炉烟气中的NO_x 95%以上是以NO形式存在的，可发生反应NO(g)＋O₃(g)NO₂(g)＋O₂(g)。在一定条件下，将NO和O₃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．Δt₁＝Δt₂时，NO的转化量：a～b段小于b～c段

Answer

（1）H2O2＋2e－==2OH－ 催化

（2）N2H4(l)＋2H2O2(l)==N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝－642 kJ·mol－1

（3）①A ②2H＋＋2e－===H2 ③O2＋4H＋＋4e－===2H2O （4）cd

【解析】

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，H2O2在正极放电生成OH－，电极反应式为H2O2＋2e－==2OH－； MnO2对电极反应可能具有催化作用。

（2）已知：①N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534kJ•mol-1，②H2O2（l）=H2O（l）+1/2O2（g）△H=-98kJ•mol-1，③H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ•mol-1；由盖斯定律，①+②×2+③×3得N2H4(l)＋2H2O2(l)==N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝－642 kJ·mol－1。

（3）①由图可知，该装置为电解池，B极生成O2、O3，B极发生氧化反应，作阳极，电解池阳极发生氧化反应，阴极为A；②若C处不通入O2，A极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2。③若C处通入O2 ，则A极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O ；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，错误；b．反应未达平衡，b点在c点之前，则反应物浓度：b点大于c点，错误；c．该反应为放热反应，正确；d．a～b段反应速率小于b～c段反应速率，△t1=△t2时，NO的转化量：a～b段小于b～c段，正确，选cd。

考点：考查原电池、电解池原理，热化学方程式书写、盖斯定律，化学平衡图像分析。