Question

肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，廣泛用于火箭推進(jìn)劑、有機合成及燃料電池，NO₂的二聚體N₂O₄則是火箭中常用的氧化劑，請回答下列問題：
（1）肼燃料電池原理如圖所示，左邊電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O

（2）火箭常用N₂O₄作氧化劑，肼作燃料，已知：
①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=-67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ/mol
③2NO₂（g?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ/mol
試寫出氣態(tài)肼在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6kJ?mol^-1

（3）聯(lián)氨的工業(yè)生產(chǎn)常用氨和次氯酸鈉為原料獲得，也可在高錳酸鉀催化下，用尿素[CO（NH₂）₂]和次氯酸鈉一氫氧化鈉溶液反應(yīng)獲得，尿素法反應(yīng)的離子方程式為

CO（NH₂）₂+ClO^-+2OH^-=N₂H₄+Cl^-+CO₃^2-+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）左端為負(fù)極，在堿性電解質(zhì)中失去電子生成氮氣和水；
（2）利用蓋斯定律來計算2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）的反應(yīng)熱；
（3）在高錳酸鉀催化劑存在下，尿素和次氯酸鈉、氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成聯(lián)氨、另外兩種鹽和水，結(jié)合質(zhì)量守恒定律來書寫離子反應(yīng)方程式．

解答：解：（1）左端為負(fù)極，在堿性電解質(zhì)中失去電子生成氮氣和水，電極反應(yīng)為N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；
（2）由①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=-67.7kJ?mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ?mol^-1
③2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律可知②×2-①-③得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），
△H=（-534.0kJ?mol^-1）×2-（-67.7kJ?mol^-1）-（-52.7kJ?mol^-1）=-947.6 kJ?mol^-1，
即熱化學(xué)方程式為2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6 kJ?mol^-1，
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6 kJ?mol^-1；
（3）由在高錳酸鉀催化劑存在下，尿素和次氯酸鈉、氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成聯(lián)氨、另外兩種鹽和水，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知兩種鹽為氯化鈉和碳酸鈉，該反應(yīng)為CO（NH₂）₂+ClO^-+2OH^-=N₂H₄+Cl^-+CO₃^2-+H₂O，
故答案為：CO（NH₂）₂+ClO^-+2OH^-=N₂H₄+Cl^-+CO₃^2-+H₂O．

點評：本題考查離子方程式、熱化學(xué)反應(yīng)方程式及電極反應(yīng)式的書寫，根據(jù)蓋斯定律、原電池原理來分析解答即可，注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合溶液的酸堿性，為易錯點．