Question

發(fā)射航天火箭常用氮的氫化物肼（N₂H₄）作燃料．試回答下列有關(guān)問題：
（1）N₂H₄燃燒時用NO₂作氧化劑，它們相互反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣．
已知：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g），△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=-534kJ/mol
則N₂H₄和NO₂反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）利用肼、氧氣與KOH溶液組成堿性燃料電池，氮元素被氧化后只生成氮氣，請寫出該電池工作時負極的電極反應(yīng)

 

；電池工作時，

 

極pH升高．
（3）傳統(tǒng)制備肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液．該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）鹽酸肼（N₂H₆Cl₂）是一種重要的化工原料，屬于離子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與NH₄Cl類似．寫出鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,鹽類水解的原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,鹽類的水解專題,電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)反應(yīng)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進行相應(yīng)的加減，據(jù)此書寫；
（2）肼--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，工作時，負極上肼失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)原電池電極反應(yīng)式可判斷溶液pH的變化；
（3）根據(jù)NaClO氧化NH₃可以得到肼來書寫方程式；
（4）根據(jù)銨根離子的水解產(chǎn)物是氨水和氫離子來書寫水解方程式．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g），△H=+67.7kJ?mol^-1；
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=-534kJ?mol^-1；
由蓋斯定律，②×2-①得2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g），故該反應(yīng)的△H=2×（-534kJ?mol^-1）-67.7kJ?mol^-1）=-1135.7 kJ?mol^-1，
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g），△H=-1135.7 kJ?mol^-1；
（2）肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池工作時，負極上肼失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，電池工作時，正極區(qū)域pH升高，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；正；
（3）制備肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液，反應(yīng)為：NaClO+2NH₃═N₂H₄+H₂O+NaCl，
故答案為：NaClO+2NH₃═N₂H₄+H₂O+NaCl；
（4）根據(jù)銨根離子的水解產(chǎn)物是氨水和氫離子，所以鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式為：N₂H₆²⁺+H₂O═[N₂H₅?H₂O]⁺+H⁺，
故答案為：N₂H₆²⁺+H₂O═[N₂H₅?H₂O]⁺+H⁺．

點評：本題是一道熱化學(xué)和電化學(xué)知識的綜合考查題，要求學(xué)生注意知識的歸納和整理是解題的關(guān)鍵，難度不大．