Question

北京时间2013年12月2日凌晨1时30分，我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N₂H₄)和氧化剂N₂O₄，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol气态肼和足量N₂O₄气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。

（1）写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式：                                              ；

（2）已知H₂O(l)＝H₂O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol^－1，则16 g气态肼与足量N₂O₄气体反应生成氮气和液态水时，放出的热量是                         ；

（3）肼除应用于火箭燃料外，还可作为燃料电池的燃料，由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：                                  ，正极反应式为：                                   ；

（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式：                 。

Answer

（1）2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1096.5kJ·mol－1 （热化学方程式和反应热各1分）

（2）318.1 kJ（未写单位不得分）

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

（4）2NH3＋ClO－＝ N2H4＋Cl－＋H2O

【解析】

试题分析：（1）已知0.4 mol气态肼和足量N2O4气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。则2mol液态肼放出的热量为219.3 kJ×5=1096.5 kJ

所以反应的热化学方程式为：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

所以有反应的热化学方程式为：2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1272.5kJ·mol－1

16 g气态肼的物质的量=16g/32g/mol=0.5mol, 放出的热量Q=1272.5 kJ /4=318.1 kJ

（3）由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：N2H4-4e－+4OH－ ＝ N2+4H2O 正极反应式为：O2+4e－+2H2O ＝ 4OH－

（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼, 次氯酸钠是氧化剂，被还原为氯化钠，氨气做还原剂，被氧化为肼。2NH3＋ClO－＝ N2H4＋Cl－＋H2O

考点：热化学方程式的书写，电极反应式的书写。