Question

3．（1）化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量．下表列出了某些化学键的键能：

化学键	H-H	O═O	O-H
键能 （kJ•mol-1）	436	x	463

请回答下列问题：
①如图表示某反应的能量变化关系图，此反应为放热（填“放热”或“吸热”）反应，其中△H=C-DkJ•mol^-1（用含C和D的字母表示）．
②若此能量变化关系图表示反应H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，则B=926kJ•mol^-1，x=496.4
（2）①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），△H=-534kJ•mol^-1
H₂O₂（l）═H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g），△H=-98kJ•mol^-1
H₂O（l）═H₂O（g），△H=+44kJ•mol^-1
试写出N₂H₄和液态H₂O₂反应生成气态水的热化学方程式N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ•mol^-1．
②肼（N₂H₄）-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．该电池放电时，负极的电极反应式是N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂．

Answer 1

分析 （1）①从反应物和生成物能量大小分析；△H=-（反应物总能量-生成物总能量）；
②△H=反应物键能和-生成物键能和，键能和等于其活化能；
（2）①根据盖斯定律，将所给的反应通过加减乘除得到所要求的目标反应，反应热做相应的变化即可；
②肼-空气燃料电池放电时，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成H₂O和氮气，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，据此分析解答．

解答 解：（1）①反应物能量高于生成物，正反应放热；△H=-（反应物总能量-生成物总能量）=-（D-C）KJ/mol=（C-D）KJ/mol，
故答案为：放热；（C-D）；
②B表示1mol水的键能，为2×463KJ/mol=926KJ/mol；△H=反应物键能和-生成物键能和=436KJ/mol+$\frac{1}{2}$xKJ/mol-2×463KJ/mol=-241.8KJ/mol，x=496.4KJ/mol，
故答案为：926；496.4；
（2）①N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=-534kJ•mol^-1①
H₂O₂（l）═H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g），△H=-98kJ•mol^-1②
H₂O（l）═H₂O（g），△H=+44kJ•mol^-1③
将①+2②+4③可得：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=（-534kJ•mol^-1）+2×（-98kJ•mol^-1）+4×（+44kJ•mol^-1）=-642 kJ•mol^-1
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642 kJ•mol^-1；
②肼-空气燃料电池放电时，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成H₂O和氮气，电极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂．

点评 本题考查电极反应式的书写、盖斯定律的运用，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意要结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，为考查重点．