Question

 （1）、①用肼(N₂H₄)為燃料，四氧化二氮做氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。

已知：N₂(g)＋2O₂(g)＝N₂O₄(g)  ΔH＝+10.7kJ·mol^-1

N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)   ΔH＝-543kJ·mol^-1

寫出氣態(tài)肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                 。

②已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在，其很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。試推斷由二氧化氮制取四氧化二氮的反應(yīng)條件(或措施)：                          。

（2）科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高，可用于航天航空。

圖甲所示裝置中，以稀土金屬材料為惰性電極，在兩極上分別通入CH₄和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂固體，它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O^2-(O₂+4e →2O^2-)

①c電極為        ，d電極上的電極反應(yīng)式為                             。

②圖乙是電解100mL 0.5mol·L^-1 CuSO₄溶液，a電極上的電極反應(yīng)式為           。若a電極產(chǎn)生56mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，則所得溶液的pH=      (不考慮溶液體積變化)，若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可加入        (選填字母序號)

a.CuO    b.Cu(OH)₂     c.CuCO₃     d.Cu₂(OH)₂CO₃

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）①2 N₂H₄(g) +  N₂O₄(g)= 3N_２(g)＋4H₂0(g) △H＝－1096.7KJ·mol^-1（2分）

②加壓、降溫（各1分）

（2）①正極（2分）  CH₄ - 8e^- + 40^2-=CO₂+2H₂O  （2分）

②4OH^—- 4e^-=2H₂O+O₂ （2分）  1 （2分）  a、c  （2分）

【解析】

試題分析：（1）①a、N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（g）△H=10.7kJ·mol^－1；b、N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ·mol^－1

依據(jù)蓋斯定律b×2-a得到  2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.7KJ·mol^－1；

答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.7KJ·mol^－1；

②四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在，它很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮，由二氧化氮制取四氧化二氮，2NO₂N₂O₄，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體體積減小所以反應(yīng)條件為：增大壓強(qiáng)、降溫都有利于反應(yīng)正向進(jìn)行；

故答案為：增大壓強(qiáng)、降溫；

（2）①圖1是原電池，依據(jù)電流流向是從正極流向負(fù)極，c電極為正極，氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，d電極為電池負(fù)極甲烷是電子發(fā)生還原反應(yīng)，在兩極上分別通入CH₄和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂固體，它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O^2－離子，結(jié)合電子守恒寫出電極反應(yīng)為：CH₄- 8e^-+4O^2－=CO₂+2H₂O；

答案為：正極； CH₄- 8e^-+4O^2－=CO₂+2H₂O；

②如圖2所示電解100mL0.5mol?L-1CuSO₄溶液，發(fā)生的電解池反應(yīng)為：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，與電源正極相連的為陽極，溶液中 氫氧根離子是電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：4OH^－-4e^－=2H₂O+O₂↑；若a電極產(chǎn)生56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體為氧氣，物質(zhì)的量為0.0025mol，消耗氫氧根離子物質(zhì)的量為0.01mol，溶液中生成氫離子物質(zhì)的量為0.01mol，c（H^＋）==0.1mol·L^－1，PH=-lg0.1=1；則所得溶液電解過程中CuSO₄溶液每損失2個Cu原子，就損失2個 O原子，相當(dāng)于損失一個CuO，為了使CuSO₄溶液，恢復(fù)原濃度，應(yīng)加入CuO，也可以加入CuCO₃，符合恢復(fù)溶液濃度的定量關(guān)系，但不能加入Cu（OH）₂、Cu₂（OH）₂CO₃，因為CuCO₃+H₂SO₄ CuSO₄+CO₂↑+H₂O，相當(dāng)于加CuO，而Cu（OH）₂+H₂SO₄CuSO₄+2H₂O、Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄ +CO₂↑+3H₂O，除增加溶質(zhì)外還增加了水；選ac．

答案為：4OH^— - 4e^-=2H₂O+O₂ ；1；ac；

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式；化學(xué)電源新型電池