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        1. (14 分)過氧化氫和臭氧都是常見的綠色氧化劑,在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的用途。

          (1)據(jù)報(bào)道以硼氫化合物NaBH4(B的化合價(jià)為+3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,其工作原理如右圖所示。該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為:                      
          以MnO2做正極材料,可能是因?yàn)?u>                。
          (2)火箭發(fā)射常以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,液態(tài)過氧化氫
          為助燃劑。已知:
          N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g) △H =" –" 534 kJ·mol-1
          H2O2(l) = H2O(l) + 1/2O2(g)  △H =" –" 98.64 kJ·mol-1
          H2O(l) = H2O(g)  △H=" +" 44kJ·mol-1
          則反應(yīng)N2H4(g) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) 的△H=         
          (3)O可由臭氧發(fā)生器(原理如右圖所示)電解稀硫酸制得。

          ②  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:      
          ③若C處不通入O 2 ,D、E處分別收集到15.68L和有6.72L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則E處收集的氣體中O2和O3的體積之比為           (忽略 O 3 的分解)。
          (4)新型O3氧化技術(shù)對(duì)燃煤煙氣中的NOx和SO2脫除效果顯著,鍋爐煙氣中的NOx以上是以NO形式存在的,可發(fā)生反應(yīng)NO(g)+ O3 (g) NO2(g)+ O2 (g)。在一定條件下,將NO和O3通入絕熱恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng) ,正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖(如下圖)所示。由圖可得出的正確說法是             

          a.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)
          b.反應(yīng)物濃度:b點(diǎn)小于c點(diǎn)
          c.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
          d.Δt1=Δt2時(shí),NO的轉(zhuǎn)化量:a~b段小于b~c段

          (14分)
          ⑴H2O2 + 2e= 2OH;除了作電極材料,MnO2還對(duì)電極反應(yīng)具有催化作用
          ⑵-643.28kJ·mol—1        
          ⑶① A       ② O2+4H+4e=2H2O    ③2︰1             
          ⑷cd          (每空2分,共14分)

          解析試題分析:(1)原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極反應(yīng)還原反應(yīng),由原電池工作原理圖1可知,電極a為負(fù)極,電極b為正極,H2O2在正極放電生成OH-,電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-; MnO2對(duì)電極反應(yīng)具有催化作用。
          故答案為:H2O2+2e-=2OH-;MnO2對(duì)電極反應(yīng)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=-98.64kJ?mol-1
          ③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ?mol-1
          由蓋斯定律,①+②×2+③×3得N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-534kJ?mol-1+2×(-98.64kJ?mol-1)+2×44kJ?mol-1=-643.28kJ?mol-1
          故答案為:-643.28kJ?mol-1
          (3)①由圖可知,B極生成O2、O3,B極反應(yīng)氧化反應(yīng),電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),故A為陰極。
          故答案為:A。
          ②C處通入O2,O2發(fā)生還原反應(yīng),在酸性條件下生成水,電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O.
          故答案為:O2+4H++4e-=2H2O。
          ③若C處不通入O2,實(shí)質(zhì)為電解水,D處為氫氣,物質(zhì)的量為11.2L/22.4(L/mol) =0.5mol,E處為氧氣、臭氧,物質(zhì)的量共為4.48L/22.4(L/mol)=0.2mol,令臭氧的物質(zhì)的量為xmol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有0.5mol×2=xmol×3×2+(0.2mol-xmol)×2×2,解得x=0.1,所以E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為(0.1mol/0.2mol)×100%=50%。
          故答案為:50%。
          (4)該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,容器體積不變,故體系壓強(qiáng)恒定.絕熱恒容密閉容器,體系溫度隨反應(yīng)進(jìn)行變化,隨反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)物的濃度降低,由圖可知,c點(diǎn)以前正反應(yīng)速率增大,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),c點(diǎn)以后反應(yīng)正反應(yīng)速率降低,應(yīng)是濃度影響比溫度影響更大.圖為正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化,說明反應(yīng)未到達(dá)平衡。
          a.反應(yīng)在c點(diǎn)前,溫度對(duì)速率影響大,c點(diǎn)以后濃度減小對(duì)速率影響大,C點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài),故a錯(cuò)誤;
          b.反應(yīng)為達(dá)平衡,b點(diǎn)在c點(diǎn)之前,濃度反應(yīng)物濃度:b點(diǎn)大于c點(diǎn),故b錯(cuò)誤;
          c.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故c正確;
          d.a(chǎn)~b段反應(yīng)速率小于b~c段反應(yīng)速率,△t1=△t2時(shí),b~c段反應(yīng)的NO更多,故NO的轉(zhuǎn)化率:a~b段小于b~c段,故d正確。
          故選:cd。
          考點(diǎn):原電池和電解池的工作原理 用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 化學(xué)反應(yīng)速率變化曲線及其應(yīng)用
          點(diǎn)評(píng):考查原電池與電解池反應(yīng)原理、反應(yīng)熱的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、化學(xué)平衡圖象、閱讀題目獲取信息的能力等,難度中等,需要學(xué)生具備運(yùn)用信息與基礎(chǔ)知識(shí)分析問題、解決問題的能力。

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          (14分)過氧化氫對(duì)環(huán)境友好,性質(zhì)多樣,有很重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。

          (1)實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)可制備氧氣。

                 ①取等物質(zhì)的量濃度等體積溶液分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),研究外界條件對(duì)該反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表所示。

          序號(hào)

          條件

          現(xiàn)象

          結(jié)論

          1

          溫度/℃

          催化劑

          2

          40

          FeCl3溶液

           

           

          3

          20

          FeCl3溶液

           

           

          4

          20

          MnO2

           

           

          5

          20

           

           

                 實(shí)驗(yàn)1、2研究的是       對(duì)H2O2分解速率的影響。

                 實(shí)驗(yàn)2、3的目的是       。

                 實(shí)驗(yàn)中可以表明該反應(yīng)速率差異的現(xiàn)象是      。

                 ②實(shí)驗(yàn)室用MnO2做該反應(yīng)的催化劑,使用如右圖所示裝置的A部分制備O2,避免反應(yīng)過于劇烈的操作是      。

          (2)Na2O2與水反應(yīng)也可生成O2。某同學(xué)取4 g Na2O2樣品與過量水反應(yīng),待反應(yīng)完全終止時(shí),得100 mL溶液X和448 mL O2(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。該同學(xué)推測(cè)樣品中含有雜質(zhì)或反應(yīng)中生成H2O2,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

                 ①取少量X于試管中,滴加FeCl2溶液,立即生成紅褐色沉淀。則反應(yīng)的離子方程式是      。

                 ②通過如上圖所示整套實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定Na2O2樣品的純度,假設(shè)所含雜質(zhì)不參加反應(yīng)。取25 mL X,滴入燒瓶內(nèi)使其與過量KMnO4酸性溶液反應(yīng),最終生成56 mL O2(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),則此樣品中:Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是      

           

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          科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年江蘇省鹽城市高三上學(xué)期學(xué)情調(diào)研考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

          (14 分)過氧化氫和臭氧都是常見的綠色氧化劑,在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的用途。

          (1)據(jù)報(bào)道以硼氫化合物NaBH4(B的化合價(jià)為+3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,其工作原理如右圖所示。該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為:                      ;

          以MnO2做正極材料,可能是因?yàn)?u>                。

          (2)火箭發(fā)射常以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,液態(tài)過氧化氫

          為助燃劑。已知:

          N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g) △H =" –" 534 kJ·mol-1

          H2O2(l) = H2O(l) + 1/2O2(g)  △H =" –" 98.64 kJ·mol-1

          H2O(l) = H2O(g)  △H=" +" 44kJ·mol-1

          則反應(yīng)N2H4(g) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) 的△H=         。

          (3)O可由臭氧發(fā)生器(原理如右圖所示)電解稀硫酸制得。

          ②  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:      。

          ③若C處不通入O 2 ,D、E處分別收集到15.68L和有6.72L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則E處收集的氣體中O2和O3的體積之比為           (忽略 O 3 的分解)。

          (4)新型O3氧化技術(shù)對(duì)燃煤煙氣中的NOx和SO2脫除效果顯著,鍋爐煙氣中的NOx以上是以NO形式存在的,可發(fā)生反應(yīng)NO(g)+ O3 (g) NO2(g)+ O2 (g)。在一定條件下,將NO和O3通入絕熱恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng) ,正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖(如下圖)所示。由圖可得出的正確說法是             

          a.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)

          b.反應(yīng)物濃度:b點(diǎn)小于c點(diǎn)

          c.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

          d.Δt1=Δt2時(shí),NO的轉(zhuǎn)化量:a~b段小于b~c段

           

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          科目:高中化學(xué) 來源:北京市西城區(qū)2010年高三一模(理科綜合)化學(xué)部分 題型:實(shí)驗(yàn)題

          (14分)過氧化氫對(duì)環(huán)境友好,性質(zhì)多樣,有很重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。

          (1)實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)可制備氧氣。

                 ①取等物質(zhì)的量濃度等體積溶液分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),研究外界條件對(duì)該反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表所示。

          序號(hào)

          條件

          現(xiàn)象

          結(jié)論

          1

          溫度/℃

          催化劑

          2

          40

          FeCl3溶液

           

           

          3

          20

          FeCl3溶液

           

           

          4

          20

          MnO2

           

           

          5

          20

           

           

                 實(shí)驗(yàn)1、2研究的是       對(duì)H2O2分解速率的影響。

                 實(shí)驗(yàn)2、3的目的是       。

                 實(shí)驗(yàn)中可以表明該反應(yīng)速率差異的現(xiàn)象是      

                 ②實(shí)驗(yàn)室用MnO2做該反應(yīng)的催化劑,使用如右圖所示裝置的A部分制備O2,避免反應(yīng)過于劇烈的操作是       。

          (2)Na2O2與水反應(yīng)也可生成O2。某同學(xué)取4 g Na2O2樣品與過量水反應(yīng),待反應(yīng)完全終止時(shí),得100 mL溶液X和448 mL O2(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。該同學(xué)推測(cè)樣品中含有雜質(zhì)或反應(yīng)中生成H2O2,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

                 ①取少量X于試管中,滴加FeCl2溶液,立即生成紅褐色沉淀。則反應(yīng)的離子方程式是       。

                 ②通過如上圖所示整套實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定Na2O2樣品的純度,假設(shè)所含雜質(zhì)不參加反應(yīng)。取25 mL X,滴入燒瓶內(nèi)使其與過量KMnO4酸性溶液反應(yīng),最終生成56 mL O2(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),則此樣品中:Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是       。

           

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          科目:高中化學(xué) 來源:2012屆山東省濰坊市四縣一校高三上學(xué)期模塊監(jiān)測(cè)化學(xué)試卷 題型:填空題

          (14分)過氧化氫俗名雙氧水,醫(yī)療上利甩它有殺菌消毒作用來清洗傷口。根據(jù)下列反應(yīng)回答問題。

               A.

               B.

               C.

               D.

          (1)上述反應(yīng)中,僅體現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是               (填代號(hào),下同),既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是                            。      

          (2)上述反應(yīng)說明的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是              。

              (3)某強(qiáng)酸性反應(yīng)體系中發(fā)生的一個(gè)氧化還原的離子反應(yīng),反應(yīng)物和生成物共六種微粒:

          已知該反應(yīng)中只發(fā)生了如下過程:。

              ①反應(yīng)體系選擇的酸是                   (填"序號(hào)")。

                 A.鹽酸      B.濃硫酸      C.稀硫酸    D.醋酸

              ②如果上述反應(yīng)中有 6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體生成,轉(zhuǎn)移的電子為             mol.

          (4)有時(shí)可作為礦業(yè)廢液消毒劑,有"綠色氧化劑"的美稱;如消除采礦業(yè)膠液中的氰化物(如KCN),經(jīng)以下反應(yīng):KCN++=A+(化學(xué)方程式已配平),試指出生成物A的化學(xué)式為                 ,并闡明被稱為綠色氧化劑的理由是           

                                                                                     。

           

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