Question

【題目】“神舟十號(hào)”登天、“嫦娥二號(hào)”奔月，譜寫了我國(guó)航天事業(yè)的新篇章。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)火箭升空需要高能的燃料，經(jīng)常使用N2O4和N2H4作為燃料，請(qǐng)配平該反應(yīng)方程式：____N2O4 + ____N2H4 →_____N2 + ____H2O。該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為__________。該反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進(jìn)器，除釋放大量的熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________。

(2)某些火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼（N2H4）和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)把0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反應(yīng)，生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?/span>256.7kJ的熱量（相當(dāng)于25℃、101kPa下測(cè)得的熱量）。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________。

(3)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離除去CO2，還要求提供充足的O2。某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2=2CO+O2。其中生成的CO可用作燃料。已知該裝置某極的電極反應(yīng)式為：4OH- - 4e- = O2↑ + 2H2O，則另一極的電極反應(yīng)式為：_____________。

Answer 1

【答案】1 2 3 4 2：1 產(chǎn)物無(wú)污染 N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g）H=-641.75kJ/mol 2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-

【解析】

(1) 根據(jù)化合價(jià)升降法配平；還原劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物；反應(yīng)的產(chǎn)物無(wú)污染；

(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反應(yīng)，生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?/span>256.7kJ的熱量，則1 molN2H4（l)反應(yīng)時(shí)，釋放641.75kJ的熱量；

(3)根據(jù)總反應(yīng)式-陽(yáng)極反應(yīng)式=陰極電極反應(yīng)式。

(1) N2O4中的N為+4價(jià)，反應(yīng)時(shí)變?yōu)?/span>0價(jià)，得到8個(gè)電子，作氧化劑，N2H4中N為-2價(jià)，反應(yīng)時(shí)變?yōu)?/span>0價(jià)，失去4個(gè)電子，作還原劑，則得失電子的最小公倍數(shù)為8，即N2O4系數(shù)為1，N2H4系數(shù)為2，根據(jù)原子守恒，氮?dú)獾南禂?shù)為3，水的系數(shù)為4，方程式為N2O4 +2N2H4 =3N2 + 4H2O；還原劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為2：1；反應(yīng)的產(chǎn)物無(wú)污染；

(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反應(yīng)，生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?/span>256.7kJ的熱量，則1 molN2H4（l)反應(yīng)時(shí)，釋放641.75kJ的熱量，熱方程式為N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g）H=-641.75kJ/mol；

(3)根據(jù)方程式2CO2=2CO+O2，為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，則該裝置為電解池，陽(yáng)極反應(yīng)式：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O，總反應(yīng)式為2CO2=2CO+O2，總反應(yīng)式-陽(yáng)極反應(yīng)式=陰極電極反應(yīng)式，則陰極反應(yīng)式：2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-。