Question

【題目】(1)火箭發(fā)射常以液態(tài)肼(N2H4)為燃料，液態(tài)過氧化氫為助燃劑。已知：16g液態(tài)肼與液態(tài)過氧化氫恰好完全反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時放出321kJ熱量，試寫出液態(tài)N2H4和液態(tài)H2O2反應(yīng)的熱化學方程式__________。

(2)已知：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)。肼(N2H4)—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。該電池放電時，負極的電極反應(yīng)式是_______。

(3)將濃度均為0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液和NaOH溶液等體積混合，所得混合溶液中各種離子濃度大小順序_______________。

(4)已知某溫度下，純水中的c(H+)= 2.0×10-7 mol/L。該溫度下，測定某硫酸溶液中c(SO42-)=5×10-6mol/L，該硫酸溶液中由水電離出的OH-濃度為_________________。

(5)在25 ℃時，向V mL pH＝m的HNO3中滴加pH＝n的KOH溶液10V mL時，溶液中n(NO3-)=10 n(K＋)，則m＋n的值為____________。

Answer 1

【答案】N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－642 kJ·mol-1 N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+) 4×109 mol·L1 12

【解析】

(1)根據(jù)16g液態(tài)肼與液態(tài)過氧化氫恰好完全反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時放出321kJ熱量，計算1mol液態(tài)肼32g放出642kJ的熱量，再書寫熱反應(yīng)方程式。

(2)分析得出N2H4化合價升高作負極，反應(yīng)生成氮氣。

(3)分析反應(yīng)后的溶質(zhì)及溶液酸堿性，再分析離子濃度大小順序。

(4)先求該溫度下Kw，再得到某硫酸溶液中c(H+)，再根據(jù)公式求溶液中的OH－濃度即為水電離出的OH－濃度。

(5)先表示出HNO3中c(H+)和pH＝n的KOH溶液c(OH－)，根據(jù)溶液中n(NO3－)=10 n(K＋)列計算式得出m＋n 的值。

(1)16g液態(tài)肼與液態(tài)過氧化氫恰好完全反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時放出321kJ熱量，N2H4＋2H2O2 = N2 ＋4H2O，1mol液態(tài)肼32g放出642kJ的熱量，因此液態(tài)N2H4和液態(tài)H2O2反應(yīng)的熱化學方程式N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－642 kJ·mol1；故答案為：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－642 kJ·mol1。

(2)肼(N2H4)—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。根據(jù)反應(yīng)方程式N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)，N2H4化合價升高作負極，放電時，負極的電極反應(yīng)式是N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O；故答案為：N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O。

(3)將濃度均為0.10 mol·L1的CH3COOH溶液和NaOH溶液等體積混合，溶質(zhì)為CH3COONa，溶液顯堿性，主要是醋酸根水解，因此所得混合溶液中各種離子濃度大小順序c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+)；故答案為：c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+)。

(4)已知某溫度下，純水中的c(H+)= 2.0×107 mol·L1，Kw = c(H+)c(OH－) = 2.0×107× 2.0×107 =4×1014。該溫度下，測定某硫酸溶液中c(SO42)=5×106 mol·L1，c(H+)=1×105 mol·L1，則該硫酸溶液中的OH－濃度，水電離出的OH－濃度4×109 mol·L1；故答案為：4×109 mol·L1。

(5)在25 ℃時，向V mL pH＝m的HNO3即c(H+)= 1×10m mol·L1，滴加pH＝n的KOH溶液[即c(OH－) = 1×10(n14) mol·L1]10V mL時，溶液中n(NO3－)=10 n(K＋)，因此1×10m mol·L1×V×103L = 10×1×10(n14) mol·L1×10V×103L，得到m＋n =12；故答案為：12。