Question

肼（N₂H₄）可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H_1═-19.5kJ?mol^-1②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂═-534.2kJ?mol^-1
（1）写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式

 

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（2）已知H₂O（l）═H₂O（g）△H₃═+44kJ?mol^-1，则表示肼燃烧热的热化学方程式为

 

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（3）肼-空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为

 

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Answer 1

考点：热化学方程式,原电池和电解池的工作原理

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）依据盖斯定律，结合题干热化学方程式计算写出；
（2）把握燃烧热的概念，结合盖斯定律来解．
（3）负极发生还原反应，是肼在反应，注意电解质溶液的酸碱性即可．

解答： 解：（1）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
    ②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
   根据盖斯定律写出肼和N₂O₄反应的热化学方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol；
故答案为：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol；
（2）燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，此时生成的水必须为液态，可燃物必须为1mol．
由反应
     ①N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
     ②H₂O（l）═H₂O（g）△H₃=+44kJ?mol^-1
将①-2×②可得：N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-622.2kJ?mol^-1
故答案为：N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-622.2kJ?mol^-1
（3）负极发生还原反应，是肼在反应，肼中的N从-2价升高到0价，碱性电池中，其电极反应式应为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；

点评：本题考查了原子结构示意图、化学方程式的书写以及热化学方程式的书写和燃料电池电极反应，综合性较强，中等难度．