Question

7．Ⅰ、肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，在常溫下是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．已知在101kPa時(shí)，1gN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂虷₂O，放出19.5kJ熱量（25℃時(shí)），表示N₂H₄燃燒的熱化學(xué)方程式是N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ•mol^-1．
Ⅱ、在火箭推進(jìn)器中裝有強(qiáng)還原劑肼（N₂H₄）和強(qiáng)氧化劑（H₂O₂），當(dāng)它們混合時(shí)，即產(chǎn)生大量的N₂和水蒸氣，并放出大量熱．已知0.4mol液態(tài)肼和足量H₂O₂反應(yīng)，生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水，放出327.05kJ的熱量．
（1）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N₂H₄（l）+2H₂O₂（g）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625kJ•mol^-1．
（2）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44kJ•mol^-1，則16g液態(tài)肼燃燒生成氮?dú)夂退�蒸氣時(shí)，放出的熱量是320.8kJ．
Ⅲ、肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；負(fù)極的電極反應(yīng)式：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）1mol肼質(zhì)量為32克，完全燃燒生成液態(tài)水放出19.5kJ×32=624kJ熱量，據(jù)此書(shū)寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
Ⅱ、（1）計(jì)算1mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)時(shí)放出的熱量，可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到熱化學(xué)方程式，得到反應(yīng)的焓變；
Ⅲ、肼-氧氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)猓?/p>

解答 解：I．1mol肼完全燃燒生成液態(tài)水放出19.5kJ×32=624kJ熱量，該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H=-624kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ•mol^-1；
II．（1）0.4mol液態(tài)肼和足量H₂O₂反應(yīng)，生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水，放出327.05kJ的熱量，1mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)時(shí)放出的熱量817.625kJ，則熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（g）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625kJ•mol^-1，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（g）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625kJ•mol^-1；
（2）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625kJ•mol^-1，
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol
則16g液態(tài)肼與足量液態(tài)過(guò)氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水放熱時(shí)320.8kJ；
故答案為：320.8kJ；
III．肼-氧氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)�，電極反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了熱化學(xué)方程式的書(shū)寫，需要注意的有：物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值與單位，反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)方程式前面的系數(shù)成正比，題目難度不大．