Question

18．氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產和國防建設中都有廣泛應用，回答下列問題：
（1）NH₃與NaClO反應可得到肼（N₂H₄），該反應的化學方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，N₂H₄與氧化劑N₂O₄反應生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄ （1）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄ （1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應的熱化學方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（3）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負極的反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．
（4）肼是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示，已知斷裂1mol化學鍵所需的能量（kJ）：N≡N為942，O=O為500，N-N為154，則斷裂1molN-H鍵所需的能量是391kJ．

Answer 1

分析 （1）NH₃與NaClO反應可得到肼（N₂H₄），N元素的化合價升高，故還生成氯化鈉與水；
（2）根據蓋斯定律，②×2-①可得目標熱化學方程式；
（3）從作為燃料電池時，負極發(fā)生氧化反應的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂；
（4）根據熱化學方程式的含義可知：舊鍵斷裂所吸收的能量和新鍵生成所釋放的能量之差即為化學反應焓變的數值，結合圖示內容來回答即可．

解答 解：（1）NH₃與NaClO發(fā)生氧化還原反應可得到肼（N₂H₄）、氯化鈉和水，所以該反應的化學方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂H₄反應生成N₂和水蒸氣，將方程式②×2-①得肼和N₂H₄ 反應的熱化學方程式，2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（3）肼一空氣燃料堿性電池中，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；（4）根據圖中內容，可以看出N₂H₄（g）+O₂（g）=2N（g）+4H（g）+2O（g），△H₃=2752kJ/mol-534kJ/mol=2218kJ/mol，化學反應的焓變等于產物的能量與反應物能量的差值，舊鍵斷裂吸收能量，新鍵生成釋放能量，設斷裂1molN-H鍵所需的能量為K，舊鍵斷裂吸收的能量：154+4K+500=2218，解得K=391，故答案為：391．

點評 本題考查蓋斯定律、電極反應式的書寫等知識點，這些都是高考的熱點，注意電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性，難度較大．