Question

（12分）I、 肼（N₂H₄）又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19．5kJ热量（25℃时），表示N₂H₄燃烧的热化学方程式是_________________________

II、在火箭推进器中装有强还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂（H₂O₂），当它们混合时，即产生大量的N₂和水蒸气，并放出大量热。已知0．4mol液态肼和足量H₂O₂反应，生成氮气和液态水，放出327．05kJ的热量。

（1）写出该反应的热化学方程式_______________。

（2）已知H₂O（l）====H₂O（g）；△H=+44kJ·mol^-1，则16 g液态肼燃烧生成氮气和水蒸气时，放出的热量是______________kJ。

（3）已知N₂（g）+2O₂（g）====2 NO₂（g）；△H=+67．7 kJ·mol^-1， N₂H₄（g）+O₂（g）=== N₂（g）+2H₂O （g）；△H=-534 kJ·mol^-1，根据盖斯定律写出肼与NO₂完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式__________________。

III、肼－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。肼－空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：_________________________；

负极的电极反应式：_______________________   __。

Answer

I．N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（l） ΔH=－624 kJ·mol-1

II．（1）N2H4（l）＋2H2O2（g）== N2（g）＋4H2O（l） ΔH=－817．625kJ·mol-1

（2）320．8

（3）2N2H4（g）＋2NO2（g）==3 N2（g）＋4H2O（g） ΔH=－1135．7kJ·mol-1

III．O2＋2H2O＋4e－=4OH－ N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑

【解析】

试题分析：I． 25℃时水为液体，1gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出19．5kJ热量，则1mol N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出19．5kJ×32=624 kJ热量，该反应的热化学方程式N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（l） ΔH=－624 kJ·mol-1 ；II．（1）0．4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和液态水，放出327．05kJ的热量，则1mol N2H4和足量H2O2反应，生成氮气和液态水，放出327．05kJ ÷0．4=817．625 kJ热量，该反应的热化学方程式N2H4（l）＋2H2O2（g）== N2（g）＋4H2O（l） ΔH=－817．625kJ·mol-1；（2）①N2H4（l）＋2H2O2（g）==N2（g）＋4H2O（l）ΔH=－817．625kJ·mol-1 ；②H2O（l）====H2O（g）；△H=+44kJ·mol-1，；根据盖斯定律，①＋4×②得N2H4（l）＋2H2O2（g）==N2（g）＋4H2O（g）ΔH=－641．625 kJ·mol-1 ；则16 g液态肼燃烧生成氮气和水蒸气时，放出的热量320．8 kJ；（3）① N2（g）+2O2（g）====2 NO2（g）；△H=+67．7 kJ·mol-1；② N2H4（g）+O2（g）=== N2（g）+2H2O （g）；△H=-534 kJ·mol-1，根据盖斯定律， 2×②－①得2N2H4（g）＋2NO2（g）==3 N2（g）＋4H2O（g） ΔH=－1135．7kJ·mol-1 ；III．肼－空气燃料电池总反应为：N2H4＋O2=N2＋2H2O，正极通入氧气，正极的电极反应式O2＋2H2O＋4e－=4OH－ ，负极的电极反应式用总反应减去负极得出：N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑。

考点：本题考查化学反应中的能量变化。