Question

肼(N₂H₄)廣泛用于火箭推進(jìn)劑、有機(jī)合成及燃料電池，NO₂的二聚體N₂O₄則是火箭中常用的氧化劑。請回答下列問題：

(1)肼燃料電池原理構(gòu)造如圖所示，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為____。

(2)火箭常用N₂O₄作氧化劑，肼作燃料，已知：

①N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)

ΔH＝－67.7 kJ/mol

②N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)

ΔH＝－534.0 kJ/mol

③2NO₂(g)===N₂O₄(g)　ΔH＝－52.7 kJ/mol

試寫出氣態(tài)肼在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____________________________。

(3)在高錳酸鉀催化下，用尿素[CO(NH₂)₂]和次氯酸鈉－氫氧化鈉溶液反應(yīng)獲得肼，該反應(yīng)的離子方程式為_________________。

Answer 1

解析：本題考查了燃料電池和熱化學(xué)方程式等知識，意在考查考生對相關(guān)知識的理解與應(yīng)用能力。(1)由題給裝置圖可知，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為N₂H₄，負(fù)極反應(yīng)式為N₂H₄－4e^－＋4OH^－===N₂↑＋4H₂O。(2)根據(jù)蓋斯定律，由②×2－(①＋③)得，2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)===3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝－947.6 kJ/mol。(3)分析題給信息知，反應(yīng)的粒子為CO(NH₂)₂、ClO^－、OH^－，生成的粒子為N₂H₄、CO、Cl^－、H₂O，則CO(NH₂)₂＋ClO^－＋2OH^－N₂H₄＋CO＋Cl^－＋H₂O。

答案：(1)N₂H₄－4e^－＋4OH^－===N₂↑＋4H₂O(3分)

(2)2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)===3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝－947.6 kJ/mol(3分)

(3)CO(NH₂)₂＋ClO^－＋2OH^－N₂H₄＋CO＋Cl^－＋H₂O(2分)