Question

5．氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設中都有廣泛應用，回答下列問題：
（1）氮元素原子的L層電子數(shù)為5；
（2）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+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=-1048.9kJ/mol；
（3）已知H₂O（l）=H₂O（g）△H₃=+44kJ•mol^-1，則表示肼燃燒熱的熱化學方程式為N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-622.2kJ•mol^-1．
（4）肼-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．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)氮原子的原子序數(shù)是7，結合原子結構示意圖分析判斷；
（2）依據(jù)蓋斯定律，結合題干熱化學方程式計算寫出；
（3）把握燃燒熱的概念，結合蓋斯定律來解．
（4）堿性電池中負極發(fā)生還原反應，也就是還原劑失電子的反應，結合電解質(zhì)溶液為堿性條件解答．

解答 解：（1）氮元素原子的原子序數(shù)為7，原子的L層電子數(shù)為5，
故答案為：5；
（2）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應的熱化學方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol；
（3）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，此時生成的水必須為液態(tài)，可燃物必須為1mol，
已知反應：①N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H₃=+44kJ•mol^-1
將①-2×②可得：N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-622.2kJ•mol^-1
故答案為：N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-622.2kJ•mol^-1；
（4）負極發(fā)生氧化反應，是肼在反應，肼中的N從-2價升高到0價，堿性電池中，其電極反應式應為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

點評 本題考查較為綜合，涉及原子結構示意圖、化學方程式的書寫、蓋斯定律內(nèi)容及應用，題目難度中等，明確蓋斯定律的內(nèi)容為解答關鍵，試題培養(yǎng)了學生的靈活應用能力．