Question

【題目】（1）衛星發射時可用肼(N2H4)作燃料，8gN2H4(l)在O2(g)中燃燒，生成N2(g)和H2O(l)，放出155.5 kJ熱量，寫出反應的熱化學方程式____________________________________。

（2）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學式為CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=－159.5 kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s) +H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol

③H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol

寫出CO2與NH3合成尿素和液態水的熱化學方程式_____________________________。

（3）斷裂1 mol化學鍵所需的能量如表所示：

共價鍵	H—N	H—O	N≡N	O==O
斷裂1 mol化學鍵所需能量/kJ	393	463	941	496

計算1molN2(g)與H2O(g)反應生成NH3(g)和O2(g)的反應熱△H = _______________。

（4）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質和水。科學家利用此原理，設計成氨氣-氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極在堿性條件下發生反應的電極反應式為________________。

Answer 1

【答案】 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=－622kJ/mol 2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s) +H2O(l) △H=－87kJ/mol +617 kJ/mol 2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O

【解析】試題分析：本題考查反應熱的計算，熱化學方程式的書寫，燃料電池電極反應式的書寫。

（1）肼在O2中燃燒的化學方程式為N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)，n（N2H4）==0.25mol，則1mol肼燃燒放出155.5kJ0.25=622kJ熱量，反應的熱化學方程式為N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=－622kJ/mol。

（2）運用蓋斯定律，將①式+②式-③式得，2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s) +H2O(l) △H=（-159.5kJ/mol）+（116.5kJ/mol）-（+44kJ/mol）=－87kJ/mol，CO2與NH3合成尿素和液態水的熱化學方程式為2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s) +H2O(l) △H=－87kJ/mol。

（3）N2(g)與H2O(g)反應生成NH3(g)和O2(g)的方程式為2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g)，該反應的ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=2E（NN）+12E（H-O）-12E（N-H）-3E（O=O）=2941kJ/mol+12463kJ/mol-12393kJ/mol-3496kJ/mol=+1234kJ/mol，則1molN2(g)與H2O(g)反應生成NH3(g)和O2(g)的ΔH=+1234kJ/mol2=+617kJ/mol。

（4）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質和水，反應的方程式為4NH3+3O2=2N2+6H2O，在此反應中NH3發生失電子的氧化反應，通入氨氣的電極為負極，在堿性條件下發生反應的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O。