Question

12．（1）水下發(fā)射導彈時常采用一種火箭燃料肼（N₂H₄）．已知在101kPa時，32.0g液態(tài)的N₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣，放出熱量624kJ（25℃時），N₂H₄完全燃燒的熱化學方程式為N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；△H=-624kJ/mol．
（2）我國科學家在1973年就已經將上述反應設計成燃料電池，該燃料電池的電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．則該燃料電池放電時：
①正極的電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
②負極的電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑．
（3）用N₂H₄做火箭燃料常采用N₂O₄做氧化劑，反應得到的產物對環(huán)境無害，則反應的化學方程式為：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)肼和反應熱的關系計算出其燃燒熱，并寫出其相應的熱化學方程式；
（2）①堿性條件下，氧氣在正極上得電子生成氫氧根離子；
②燃料電池中，負極上投放的是燃料，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應；
（3）N₂H₄與N₂O₄反應生成氮氣和水．

解答 解：（1））32.0g肼的物質的量為1mol，1molN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣放出熱量624kJ，所以其熱化學反應方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（2）①堿性條件下，氧氣在正極上得電子生成氫氧根離子，則正極的電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②燃料電池中，負極上投放的是燃料，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，在堿性環(huán)境下的反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）用N₂H₄做火箭燃料常采用N₂O₄做氧化劑，反應得到的產物對環(huán)境無害，N₂H₄與N₂O₄反應生成氮氣和水，其反應的方程式為：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O；
故答案為：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O．

點評 本題考查了反應熱的計算和熱化學方程式的書寫、原電池原理的應用，明確原電池的原理和電極方程式的書寫方法即可解答，難度中等．