Question

【題目】早在2003年，我國就己經成功發射“神舟五號”載人飛船，成為第三個把人送上太空的國家！發射航天飛船常用的高能燃料是肼（N2H4）。

（1）火箭推進器中盛有強還原劑液態肼和強氧化劑液態雙氧水。已知肼分子中每個原子的最外層電子都達到了穩定結構，請寫出肼的結構簡式：________。由18O、16O、H、D原子組成的H2O2分子共有____種。

（2）肼-空氣燃料電池是一種環保的堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時負極的電極反應式是________。

（3）傳統制備肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液.該反應的離子方程式是__________。

（4）己知lg氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121kJ，且氧氣中lmol O=O鍵完全斷裂時吸收熱量496kJ,水蒸氣中lmolH-O鍵形成時放出熱量463kJ,則氫氣中1molH-H鍵斷裂時吸收熱量為_______。

Answer 1

【答案】 10 N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O 436kJ

【解析】(1)書寫物質分子的結構式可先從組成分子的原子的電子式及分子的電子式著手，N2H4的電子式為：，結構簡式為：；根據H2O2分子的組成可知，由18O、16O、H、D原子組成的H2O2分子共有10種，即H216O2、D216O2、H218O2、D218O2、HD16O2、HD18O2、HD16O18O、HD18O 16O、H216O18O、D216O18O；（2）原電池中負極失去電子，肼在負極反應生成氮氣，電極反應式為：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；（3）傳統制備肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液，同時生成氯化物，該反應的離子方程式是：ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；（4）因為1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121 kJ，所以1molH2與molO2完全燃燒生成1mol水蒸氣是放出熱量242kJ。而化學反應中之所以存在能量的變化是因為在化學反應過程中存在舊鍵的斷裂與新鍵的形成，其中舊鍵的斷裂需要吸收能量而新鍵的形成需要放出能量。發生上述反應時H2(g)＋O2(g)=H2O(g) △H=－242kJmol－1時所發生鍵的變化為斷裂1molH―H鍵和molO=O鍵、形成2molO―H，因此在此反應過程中斷裂舊鍵需要吸收的能量為×496 kJ+EH―H，形成鍵釋放的能量為2×463 kJ=926kJ，因此反應為放熱反應所以有926kJ-×496 kJ+EH―H=242kJ，解得EH―H=436kJ。