Question

（1）化学键的键能是指气态原子间形成1 mol化学键时释放的能量。下表列出了某些化学键的键能：

化学键	H—H	O==O	O—H
键能(kJ·mol^－^1)	436	x	463

请回答下列问题：

①如图表示某反应的能量变化关系图，此反应为         (填 “放热”或“吸热”)反应，其中ΔH＝            kJ·mol^－1(用含C和D的字母表示)。

②若此能量变化关系图表示反应H₂(g)＋1/2O₂(g)===H₂O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol^－1，则B＝        kJ·mol^－1，x＝             

（2）①火箭发射常以液态肼(N₂H₄)为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。已知：

N₂H₄(l)＋O₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(g)，ΔH＝－534 kJ·mol^－1

H₂O₂(l)=H₂O(l)＋O₂(g)，ΔH＝－98 kJ·mol^－1

H₂O(l)=H₂O(g)，ΔH＝＋44 kJ·mol^－1

试写出N₂H₄和液态H₂O₂反应生成气态水的热化学方程式___________________。

②肼(N₂H₄)—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。该电池放电时，负极的电极反应式是_____________________。

Answer

（1）①放热；C—D；② 926；496.4

（2）①N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝－642 kJ·mol－1；②N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O

【解析】

试题分析：（1）①根据能量变化关系图，反应物的总能量比生成物的高，此反应为放热反应，焓变值=生成物总能量-反应物总能量ΔH＝C—D kJ·mol－1，故答案为：放热；C—D；

②B为生成物水的能量，因此B=463 kJ·mol－1×2=926 kJ·mol－1，焓变值=反应物的键能之和-生成物键能之和，ΔH＝－241.8 kJ·mol－1=436 kJ/mol+xkJ/mol×-463kJ/mol×2，x＝496.4kJ/mol，故答案为：926；496.4；

（2）①根据盖斯定律，N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)，ΔH＝－534 kJ/mol……a，H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)，ΔH＝－98 kJ/mol……b，H2O(l)===H2O(g)，ΔH＝＋44kJ/mol……c，将a+b×2+c×2，得：N2H4(l)＋2H2O2(l)==N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝－534 kJ/mol+（－98 kJ/mol）×2+＋（44kJ/mol）×2=－642 kJ/mol，故答案为：N2H4(l)＋2H2O2(l)==N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝－642 kJ/mol；

②肼-空气燃料电池放电时，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成H2O和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，

故答案为：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2

考点：考查了反应热和键能的关系、热化学方程式的书写、盖斯定律的应用、原电池原理的相关知识。