Question

氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產和國防建設中都有廣泛應用，回答下列問題：
（1）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應生成N₂和水蒸氣．火箭殘骸中�，F紅棕色氣體，原因為
N₂O₄（g）?2NO₂（g），當溫度升高時，氣體顏色變深，則該反應為

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應；
（2）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
          ②N₂H₄（1）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應的熱化學方程式

 

；
（3）肼-空氣燃料電池中，電解質溶液為堿性，該電池放電時：
負極的反應式為

 

；
正極的反應式為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學電源新型電池

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：（1）升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
（2）依據蓋斯定律，結合題干熱化學方程式計算寫出；
（3）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，正極氧氣得電子形成氫氧根離子．

解答： 解：（1）升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，當溫度升高時，氣體顏色變深，平衡向正反應方向移動，所以正反應是吸熱反應；
故答案為：吸熱；
（2）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
    ②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
   根據蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應的熱化學方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol．
（3）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正極發(fā)生還原反應，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評：本題考查了平衡移動、熱化學方程式的書寫和燃料電池電極反應，綜合性較強，中等難度．寫電極反應注意介質的參與．