Question

1．氨和聯(lián)氨（N₂H₄）既是一種工業(yè)原料，又是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品．
（1）等物質(zhì)的量的氨和聯(lián)氨分別與足量二氧化氮反應(yīng)，產(chǎn)物為氮?dú)夂退�．則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之
比為3：4．
（2）聯(lián)氨在一定條件下可按下式分解：3N₂H₄（g）=N₂（g）+4NH₃（g），已知斷裂N-H、N-N及N≡N各1mol需吸收的能童依次為390.8kJ、193kJ、946kJ．若生成1mol N₂，則反應(yīng)放出（填“放出”或“吸收”）367kJ的能量．
（3）NH₃-O₂燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示．

①a極為電池的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極．
②當(dāng)生成1mol N₂時，電路中流過電子的物質(zhì)的量為6mol．
（4）聯(lián)氨可以高效地脫除煙道氣中的NO從而生成 N₂，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1．

Answer 1

分析 （1）NH₃→N₂，N元素化合價+3→0，故由1molNH₃轉(zhuǎn)化為N₂得到3mol電子，N₂H₄→N₂，N元素化合價+2→0，故由1molN₂H₄轉(zhuǎn)化為N₂得到4mol電子，據(jù)此進(jìn)行分析；
（2）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；
（3）燃料電池中，負(fù)極上是燃料氨發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O；正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；溶液中陰離子向負(fù)極移動，據(jù)此分析；
（4）聯(lián)氨可以高效地脫除煙道氣中的NO從而生成N₂，依據(jù)原子守恒和氧化還原反應(yīng)中元素化合價變化計算氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比．

解答 解：（1）NH₃→N₂，N元素化合價+3→0，故由1molNH₃轉(zhuǎn)化為N₂得到3mol電子，N₂H₄→N₂，N元素化合價+2→0，故由1molN₂H₄轉(zhuǎn)化為N₂得到4mol電子，故等物質(zhì)的量的氨和聯(lián)氨分別與足量二氧化氮反應(yīng)，產(chǎn)物為氮?dú)夂退�．則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為3：4，
故答案為：3：4；
（2）聯(lián)氨在一定條件下可按下式分解：3N₂H₄（g）=N₂（g）+4NH₃（g），已知斷裂1molN-H、N-N及N≡N需吸收的能量依次為390.8kJ、193kJ、946kJ．若生成1molN₂，反應(yīng)焓變△H=3×（193kJ/mol+390.8kJ×4KJ/mol）-946kJ/mol-4×3×390.8kJ/mol=-367KJ/mol，
故答案為：放出；367；
（3）該燃料電池中負(fù)極反應(yīng)為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，則電池總反應(yīng)為：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，
①a極通入燃料為負(fù)極，負(fù)極上是燃料氨發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，
故答案為：負(fù)；
②負(fù)極反應(yīng)為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，生成1mol氮?dú)鈫钨|(zhì)轉(zhuǎn)移6mol，
故答案為：6mol；
（4）聯(lián)氨可以高效地脫除煙道氣中的NO從而生成N₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂H₄+2NO=2N₂+2H₂O，反應(yīng)中NO中氮元素化合價+2價變化為0價，得到還原產(chǎn)物，N₂H₄被氧化得到氮?dú)鉃檠趸�產(chǎn)物，則反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1，
故答案為：1：1．

點(diǎn)評 本題考查熱電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目求算、鍵能和反應(yīng)的焓變計算、燃料電池的工作原理知識，注意知識的遷移應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度中等，明確原電池原理以及正負(fù)極的判斷、電極方程式的書寫是解題的關(guān)鍵．