Question

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气．火箭残骸中常现红棕色气体，原因为
N₂O₄（g）?2NO₂（g），当温度升高时，气体颜色变深，则该反应为

 

（填“吸热”或“放热”）反应；
（2）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
          ②N₂H₄（1）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式

 

；
（3）肼-空气燃料电池中，电解质溶液为碱性，该电池放电时：
负极的反应式为

 

；
正极的反应式为

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（2）依据盖斯定律，结合题干热化学方程式计算写出；
（3）肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，正极氧气得电子形成氢氧根离子．

解答： 解：（1）升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，当温度升高时，气体颜色变深，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应；
故答案为：吸热；
（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
   根据盖斯定律写出肼和N₂O₄反应的热化学方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol；
故答案为：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol．
（3）肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正极发生还原反应，电极方程式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评：本题考查了平衡移动、热化学方程式的书写和燃料电池电极反应，综合性较强，中等难度．写电极反应注意介质的参与．