Question

3．（1）根据图示写出热化学方程式：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ•mol^-1．
（2）若反应中释放了61.5kJ的热量，则该反应中生成的H₂为1.5mol．
（3）已知2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ•mol^-1，结合图写出CO（g）完全燃烧生成CO₂（g）的热化学方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1．
（4）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．
（5）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N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）图象分析反应物能量高于生成物的总能量，反应是放热反，标注物质聚集状态和对应反应的焓变，写出热化学方程式，由此分析解答；
（2）依据热化学方程式计算得到生成氢气物质的量；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（4）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；
（5）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）图象分析可知为放热反应，反应的热化学方程式为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol，故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol；
（2）依据热化学方程式计算，若反应中释放了61.5kJ的热量，则
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol；
                          1mol        41KJ
                          n（H₂）       61.5KJ
n（H₂）=1.5mol，
故答案为：1.5；
（3）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，
②CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol
依据盖斯定律②×2+①得到：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566KJ/mol，
图中是1mol一氧化碳燃烧反应，热化学方程式为：CO（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol，
故答案为：CO（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol；
（4）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；
（5）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 本题考查了化学反应能量变化分析、图象判断和热化学方程式书写，掌握书写热化学方程式的基本要求是关键，题目较简单．