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星發射中心發射升空,發射“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，當它們混合時，即產生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4 mol氣態肼和足量N2O4氣體反應生成氮氣和水蒸氣時放出219.3 kJ的熱量。

（1）寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式： ；

（2）已知H2O(l)＝H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，則16 g氣態肼與足量N2O4氣體反應生成氮氣和液態水時，放出的熱量是 ；

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

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

 

Answer 1

（1）2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1096.5kJ·mol－1 （熱化學方程式和反應熱各1分）

（2）318.1 kJ（未寫單位不得分）

（3）N2H4-4e－+4OH－ ＝ N2+4H2O O2+4e－+2H2O ＝ 4OH－

（4）2NH3＋ClO－＝ N2H4＋Cl－＋H2O

【解析】

試題分析：（1）已知0.4 mol氣態肼和足量N2O4氣體反應生成氮氣和水蒸氣時放出219.3 kJ的熱量。則2mol液態肼放出的熱量為219.3 kJ×5=1096.5 kJ

所以反應的熱化學方程式為：2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(g)　 ΔH＝－1096.5kJ·mol－1

（2）已知H2O(l)＝H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1

所以有反應的熱化學方程式為：2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(l)　 ΔH＝－1272.5kJ·mol－1

16 g氣態肼的物質的量=16g/32g/mol=0.5mol, 放出的熱量Q=1272.5 kJ /4=318.1 kJ

（3）由肼和空氣構成的堿性燃料電池的負極反應式為：N2H4-4e－+4OH－ ＝ N2+4H2O 正極反應式為：O2+4e－+2H2O ＝ 4OH－

（4）向次氯酸鈉溶液中通入一定物質的量的氨氣可生成肼, 次氯酸鈉是氧化劑，被還原為氯化鈉，氨氣做還原劑，被氧化為肼。2NH3＋ClO－＝ N2H4＋Cl－＋H2O

考點：熱化學方程式的書寫，電極反應式的書寫。