Question

【題目】聯氨（N2H4）是一種無色的可燃液體。請回答下列問題：

（1）聯氨是火箭的重要燃料。已知：

(a) N2H4(l)的燃燒熱ΔH1 = –624.0 kJmol–1

(b) ΔH2 = –66.4 kJmol–1

(c) ΔH3 = –28.6 kJmol–1

寫出N2H4(l)在N2O4(g)中燃燒生成氮氣和液態水的熱化學方程式________________。

（2）N2H4能使鍋爐內壁的鐵銹（主要成分為Fe2O3xH2O）變成磁性氧化鐵，從而可減緩鍋爐銹蝕。反應過程中每生成0.1 mol磁性氧化鐵，轉移的電子數為_________________。

（3）聯氨-空氣燃料電池的電解質為KOH溶液。寫出該電池放電時負極的反應式________。

（4）聯氨的制備方法有多種，尿素法是其中之一。在KMnO4的催化作用下，尿素CO(NH2)2和NaClO、NaOH溶液反應生成聯氨、水和兩種鈉鹽,寫出該反應的化學方程式_________________。

Answer 1

【答案】 ΔH = –1124.4 kJmol–1 6.02×1022 N2H4-4 e－+4OH-=N2↑+4H2O CO(NH2)2+NaClO+2NaOH=N2H4+H2O+NaCl+Na2CO3

【解析】（1）(a)的熱化學方程式為N2H4(l)+ O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH1 =–624.0 kJmol–1， N2H4(l)在N2O4(g)中燃燒生成氮氣和液態水的熱化學方程式為(d): 2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l) ΔH4，方程式d=2a-(b+2c)，所以ΔH4=2ΔH1-（ΔH2+2ΔH3）=–1124.4 kJmol–1，所以對應的熱化學方程式為：2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l) ΔH4=–1124.4 kJmol–1。

（2）磁性氧化鐵為Fe3O4，Fe2O3xH2O被N2H4還原為Fe3O4，鐵的化合價從+3價降低到+8/3價，生成1molFe3O4得到電子（3-8/3）×3×1mol=3mol，所以生成0.1 mol磁性氧化鐵轉移的電子數為0.1×3×6.02×1023= 6.02×1022。

（3）聯氨-空氣燃料電池中，聯氨在負極失去電子生成N2，負極的電極反應式為：

N2H4-4 e－+4OH-=N2↑+4H2O。

（4）KMnO4作催化劑，尿素CO(NH2)2和NaClO、NaOH溶液反應生成聯氨、水和兩種鈉鹽，據此可寫出相應的化學方程式為：CO(NH2)2+NaClO+2NaOH=N2H4 +H2O+NaCl+Na2CO3。