Question

肼(N₂H₄)广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池，NO₂的二聚体N₂O₄则是火箭中常用的氧化剂。请回答下列问题：

(1)肼燃料电池原理构造如图所示，负极上的电极反应式为____。

(2)火箭常用N₂O₄作氧化剂，肼作燃料，已知：

①N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)

ΔH＝－67.7 kJ/mol

②N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)

ΔH＝－534.0 kJ/mol

③2NO₂(g)===N₂O₄(g)　ΔH＝－52.7 kJ/mol

试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：____________________________。

(3)在高锰酸钾催化下，用尿素[CO(NH₂)₂]和次氯酸钠－氢氧化钠溶液反应获得肼，该反应的离子方程式为_________________。

Answer 1

解析：本题考查了燃料电池和热化学方程式等知识，意在考查考生对相关知识的理解与应用能力。(1)由题给装置图可知，负极发生反应的物质为N₂H₄，负极反应式为N₂H₄－4e^－＋4OH^－===N₂↑＋4H₂O。(2)根据盖斯定律，由②×2－(①＋③)得，2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)===3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝－947.6 kJ/mol。(3)分析题给信息知，反应的粒子为CO(NH₂)₂、ClO^－、OH^－，生成的粒子为N₂H₄、CO、Cl^－、H₂O，则CO(NH₂)₂＋ClO^－＋2OH^－N₂H₄＋CO＋Cl^－＋H₂O。

答案：(1)N₂H₄－4e^－＋4OH^－===N₂↑＋4H₂O(3分)

(2)2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)===3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝－947.6 kJ/mol(3分)

(3)CO(NH₂)₂＋ClO^－＋2OH^－N₂H₄＋CO＋Cl^－＋H₂O(2分)