Question

（1）工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨（N2H4）等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，有学者探究用电解法制备的效率，装置如图，试写出其阳极电极反应式__________________；

（2）某种铅酸蓄电池具有廉价、长寿命、大容量的特点，它使用的电解质是可溶性的甲基磺酸铅，电池的工作原理：Pb+PbO₂+4H⁺2Pb²⁺+2H₂O

放电时，正极的电极反应式为_________；充电时，Pb电极应该连接在外接电饭的___（填“正极”或“负极”）。

（3）乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇（CH₃CH₂OH）的一种反应原理为：2CO(g)+4H₂(g)CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g)    △H=-256.1kJ/mol

己知：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)   △H=-41.2kJ/mol

以CO₂(g)与H₂(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式为：___________。

（4）饮用水中的NO₃^-主要来自NH₄⁺。已知在微生物作用的条件下，NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO₃^-。两步反应的能量变化示意图如下：

试写出1molNH₄⁺(aq)全部氧化成NO₃^-(aq)的热化学方程式：____________。

Answer

2NH3-2e-+O2-=N2H4+H2O PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O 负极 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-173.7kJ/mol NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l) △H=-346 kJ•mol-1

【解析】（1）阳极失去电子，发生氧化反应，则该电解池中阳极是氨气失去电子转化为N2H4，由于是熔融的电解质，所以阳极电极反应式为2NH3-2e-+O2-=N2H4+H2O；（2）放电时，正极二氧化铅得到电子，电极反应式为PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O；放电时Pb是负极，则充电时，Pb电极应该连接在外接电饭的_负极。（3）已知：①2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-256.1kJ/mol，②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol，则根据盖斯定律可知①－②×2即得到CO2(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-173.7kJ/mol。（4）由图可知，第一步热化学反应为NH4+（aq）+1.5O2（g）=2H+（aq）+NO2-（aq）+H2O（l）△H=-273kJ•mol-1①，第二步热化学反应为NO2-（aq）+0.5O2（g）=NO3-（aq）△H=-73kJ•mol-1②，由盖斯定律可知①+②得1mol NH4+（aq）全部氧化成NO3-（aq）的热化学方程式为NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l) △H=-346 kJ•mol-1。