Question

神舟7号的成功发射，说明我国的空间技术又向前迈进了一步．
（1）发射飞船时肼（N₂H₄）与NO₂作推力能源，两者反应产生氮气和水蒸气．已知：
①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7 0.1mol?L^-1；
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-5340.1mol?L^-1；
则肼与二氧化氮反应的热化学方程式为：

 

（2）飞船使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点．氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，其电池总反应均为：2H₂+O₂=2H₂O．酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是强酸溶液，其负极电极反应式可表示为：2H₂-4e^-=4H⁺，则其正极反应式为

 

；碱式氢氧燃料电池中的电解质溶液是强碱溶液，其正极电极反应式可表示为：O₂+2H₂O+4e^一=4OH^一，则其负极反应式为

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）由N₂H₄与N₂的热化学方程式，运用盖斯定律，可知肼与二氧化氮反应的热化学方程式；
（2）酸性氢氧燃料电池在正极上放电的是氧气，电极反应式：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；碱式氢氧燃料电池在负极放电的是氢气，负极反应式为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

解答： 解：（1）已知：
①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol；
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol；
根据盖斯定律②-

1

2

×①得N₂H₄（g）+NO₂（g）=3/2 N₂（g）+2H₂O（g）△H=（-534 kJ/mol）-

1

2

×67.7kJ/mol=-567.85 kJ?mol^-1，
故答案为：N₂H₄（g）+NO₂（g）=3/2 N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85 kJ?mol^-1；
（2）氢氧燃料电池无论是酸式还是碱式，其电池总反应均为：2H₂+O₂=2H₂O ①
酸式氢氧燃料电池负极电极反应式为：2H₂-4e^-=4H⁺②
用（①-②）即得酸式氢氧燃料电池的正极反应：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
碱式氢氧燃料电池的正极电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-③
用（①-③）即得：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，故碱式氢氧燃料电池的负极反应：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，
故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．

点评：本题考查了盖斯定律解决实际问题的能力以及燃料电池中电极反应式的书写，根注意据电解质溶液的酸碱性来确定电极反应式的产物．