Question

【題目】早在2003年，我國就己經(jīng)成功發(fā)射“神舟五號(hào)”載人飛船，成為第三個(gè)把人送上太空的國家！發(fā)射航天飛船常用的高能燃料是肼（N2H4）。

（1）火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。已知肼分子中每個(gè)原子的最外層電子都達(dá)到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請寫出肼的結(jié)構(gòu)簡式：________。由18O、16O、H、D原子組成的H2O2分子共有____種。

（2）肼-空氣燃料電池是一種環(huán)保的堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式是________。

（3）傳統(tǒng)制備肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液.該反應(yīng)的離子方程式是__________。

（4）己知lg氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121kJ，且氧氣中l(wèi)mol O=O鍵完全斷裂時(shí)吸收熱量496kJ,水蒸氣中l(wèi)molH-O鍵形成時(shí)放出熱量463kJ,則氫氣中1molH-H鍵斷裂時(shí)吸收熱量為_______。

Answer 1

【答案】 10 N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O 436kJ

【解析】(1)書寫物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)式可先從組成分子的原子的電子式及分子的電子式著手，N2H4的電子式為：，結(jié)構(gòu)簡式為：；根據(jù)H2O2分子的組成可知，由18O、16O、H、D原子組成的H2O2分子共有10種，即H216O2、D216O2、H218O2、D218O2、HD16O2、HD18O2、HD16O18O、HD18O 16O、H216O18O、D216O18O；（2）原電池中負(fù)極失去電子，肼在負(fù)極反應(yīng)生成氮?dú)猓�電極反應(yīng)式為：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；（3）傳統(tǒng)制備肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液，同時(shí)生成氯化物，該反應(yīng)的離子方程式是：ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；（4）因?yàn)? g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121 kJ，所以1molH2與molO2完全燃燒生成1mol水蒸氣是放出熱量242kJ。而化學(xué)反應(yīng)中之所以存在能量的變化是因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)過程中存在舊鍵的斷裂與新鍵的形成，其中舊鍵的斷裂需要吸收能量而新鍵的形成需要放出能量。發(fā)生上述反應(yīng)時(shí)H2(g)＋O2(g)=H2O(g) △H=－242kJmol－1時(shí)所發(fā)生鍵的變化為斷裂1molH―H鍵和molO=O鍵、形成2molO―H，因此在此反應(yīng)過程中斷裂舊鍵需要吸收的能量為×496 kJ+EH―H，形成鍵釋放的能量為2×463 kJ=926kJ，因此反應(yīng)為放熱反應(yīng)所以有926kJ-×496 kJ+EH―H=242kJ，解得EH―H=436kJ。