Question

15．氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：
（1）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O．
（2）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄ （1）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄ （1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol，每轉(zhuǎn)移4mol電子，理論上放出熱量436.7kJ．
（3）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，工作時釋放出N₂，該電池放電時，負(fù)極的反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），N元素的化合價升高，故還生成氯化鈉與水；
（2）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①，求解；
（3）從作為燃料電池時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂．

解答 解：（1）NH₃與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)可得到肼（N₂H₄）、氯化鈉和水，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；由反應(yīng)方程式可知每轉(zhuǎn)移8mol電子，放出873.4kJ的熱量，所以每轉(zhuǎn)移4mol電子，理論上放出熱量436.7kJ，故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；436.7；
（3）肼一空氣燃料堿性電池中，負(fù)極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮氣，電極反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O．

點評 本題考查蓋斯定律、電極反應(yīng)式的書寫等知識點，這些都是高考的熱點，注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，難度中等．