Question

北京時間2013年12月2日凌晨1時30分，我國的“嫦娥三號”月球探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，發(fā)射“嫦娥三號”月球探測器的火箭推進器中裝有還原劑肼（N₂H₄）和氧化劑N₂O₄，當(dāng)它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱．已知0.4mol氣態(tài)肼和足量N₂O₄氣體反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出219.3kJ的熱量．
（1）寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

；
（2）已知H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，則16g氣態(tài)肼與足量N₂O₄氣體反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是

 

；
（3）肼除應(yīng)用于火箭燃料外，還可作為燃料電池的燃料，由肼和空氣構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為：

 

，正極反應(yīng)式為：

 

；
（4）向次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼，寫出反應(yīng)的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題,元素及其化合物

分析：（1）已知0.4mol氣態(tài)肼和足量N₂O₄氣體反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出219.3kJ的熱量，2mol氣態(tài)肼反應(yīng)放熱1096.5kJ；
（2）依據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式計算得到；
（3）由肼和空氣構(gòu)成的堿性燃料電池，依據(jù)原電池原理，肼在負(fù)極失電子生產(chǎn)氮氣，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子；
（4）次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼，則次氯酸根離子具有氧化性被還原為氯離子，結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平書寫．

解答： 解：（1）已知0.4mol氣態(tài)肼和足量N₂O₄氣體反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出219.3kJ的熱量，2mol氣態(tài)肼反應(yīng)放熱1096.5kJ，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變，寫出的熱化學(xué)方程式為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.5kJ?mol^-1；
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.5kJ?mol^-1；
（2）已知①H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，②2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.5kJ?mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律②-①×4得到 2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1272.5kJ?mol^-1；
則16g氣態(tài)肼物質(zhì)的量為0.5mol與足量N₂O₄氣體反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量=0.5mol×1272.5KJ/mol×

1

2

=318.1KJ；
故答案為：318.1 kJ；
（3）由肼和空氣構(gòu)成的堿性燃料電池，依據(jù)原電池原理，肼在負(fù)極失電子生產(chǎn)氮氣，電極反應(yīng)為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（4）次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼，則次氯酸根離子具有氧化性被還原為氯離子，結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平得到離子方程式為：2NH₃+ClO^-=N₂H₄+Cl^-+H₂O；
故答案為：2NH₃+ClO^-=N₂H₄+Cl^-+H₂O．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫，蓋斯定律的計算應(yīng)用，原電池原理的分析判斷，電極反應(yīng)書寫式解題關(guān)鍵，題目難度中等．