Question

【題目】N2H4（聯(lián)氨又稱(chēng)肼）一種重要的化工試劑，在生產(chǎn)和生活中有著重要的作用。

（1）實(shí)驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

（2）N2H4是火箭升空需要高能的燃料，工業(yè)上利用N2和H2可以合成聯(lián)氨(N2H4)等。已知：

N2(g)+2O2(g)= N2O4 (l) △H=-19.5kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H =-483.6 kJ·mol-1

2N2H4(1) +N2O4(l)= 3N2(g)+4H2O(g) △H = -1048.9 kJ·mol-1

寫(xiě)出N2和H2合成液態(tài)聯(lián)氨(N2H4)的熱化學(xué)方程式______________________________。火箭升空經(jīng)常用聯(lián)氨和N2O4反應(yīng)作為火箭推進(jìn)劑，其主要原因?yàn)?/span>______________________________。

（3）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2。某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH--4e-═O2↑+2H2O，則陰極的電極反應(yīng)式為___________________。有人提出，可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO= 2C+O2(△H >0)來(lái)消除CO的污染。請(qǐng)判斷上述反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行并說(shuō)明理由_____________________________。

Answer 1

【答案】 NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH= +50．6 kJ·mol1 放出大量熱，產(chǎn)生大量氣體 CO2+2e-+H2O=CO+2OH-或 2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH- 不能 ，因該反應(yīng)的ΔH>0 , ΔS<0,所以反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

【解析】(1)氨氣被次氯酸鈉溶液氧化生成肼，次氯酸鈉被還原生成氯化鈉，結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O，故答案為：2NH3+NaClO═ N2H4+NaCl+H2O；

(2)①N2(g)+2O2(g)= N2O4 (l) △H=-19.5kJ·mol-1，②2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H =-483.6 kJ·mol-1，③2N2H4(1) +N2O4(l)= 3N2(g)+4H2O(g)△H = -1048.9 kJ·mol-1，依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算，將②-①×-③×得：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH=(-483.6 kJ·mol-1)-(-19.5kJ·mol-1)×-(-1048.9 kJ·mol-1)×= +50．6 kJ·mol1，根據(jù)反應(yīng)③可知，聯(lián)氨和N2O4反應(yīng)放出大量熱且產(chǎn)生大量氣體，因此可作為火箭推進(jìn)劑，故答案為：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH= +50．6 kJ·mol1；反應(yīng)放熱量大，產(chǎn)生大量氣體；

(3)2CO2═2CO+O2，CO可用作燃料，已知該裝置的陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH--4e-═O2↑+2H2O，陰極反應(yīng)依據(jù)電子守恒總反應(yīng)減去陽(yáng)極反應(yīng)得到：2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-(或CO2+2e-+H2O ═ CO+2OH-)；2CO═2C+O2 △H＞0，△S＜0，△H-T△S＞0，反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行，故答案為：2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-(或CO2+2e-+H2O═CO+2OH-)；不能，因該反應(yīng)的ΔH>0，ΔS<0，所以反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。