Question

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题： 

（1）氮元素在元素周期表中的位置为_____________________。

（2）NH₃与NaClO反应可得到肼(N₂H₄)，该反应的化学方程式为_______________________。

（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气。

已知：①N₂(g)+2O₂(g)= N₂O₄ （1）  △H₁= -19.5kJ·mol^-1 

②N₂H₄ （1） + O₂(g)= N₂(g) + 2 H₂O（g） △H₂= -534.2kJ·mol^-1

写出肼和N₂O₄ 反应的热化学方程式 ____________________。

（4）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_______________________。

（5）下图是一个电化学过程示意图。

①写出铂片上发生的电极反应式__________。

②假设使用肼－空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128 g，则肼－空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气__________L(假设空气中氧气体积含量为20%)。

Answer

（1）第二周期 VA族；（2）2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O；（3）2N2H4（1）+N2O4（1）==3N2(g)+4H2O(g) △H= -1048.9kJ·mol-1；（4）N2H4 - 4e-+4OH-==N2↑+4H2O ；（5）①Cu2＋＋2e－===Cu；②112。

【解析】

试题分析：（1）N是7号元素，位于周期表第二周期VA族；（2）NaClO把NH3氧化成N2H4，本身被还原成NaCl，则有NH3＋NaClO→N2H4＋NaCl＋H2O，NH3中N由－3价→－2价↑1，Cl由＋1价→－1价↓2，最小公倍数为2，则NH3的系数为2，NaClO系数为1，根据原子守恒配平其他，2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O；（3）②×2－①得出：2N2O4(l)＋2N2O4(l)=3N(g)＋4H2O(g) △H=(－534.2×2＋19.5)kJ·mol－1=-1048.9kJ·mol－1；（4）N2H4在负极上失电子，化合价有－2价→0价，因为是碱性溶液，因此电极反应式为：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O；（5）①铂片接电源的负极，则铂片作阴极，根据电解原理，Cu2＋＋2e－=Cu；②铜片作阳极，发生Cu－2e－=Cu2＋，铜片质量变化了128g，失去电子的物质的量为128×2/64mol=4mol，正极电极式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，通过电子物质的量相等，则 消耗氧气的物质的量为1mol，1×22.4/20%L=112L。

考点：考查元素在周期表的位置、氧化还原方程式的配平、热效应的计算、电解、原电池等知识。