[题目]肼(N2H4)主要用作火箭和喷气发动机燃料.(1) 已知 ① 2O2(g)+N2(g) === N2O4(l) ΔH＝a kJ·mol-1② N2(g)+2H2(g) === N2H4(l) ΔH＝b kJ·mol-1③ 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH＝c kJ·mol-1 某型号火箭采用液态肼和液态N2O4作推进剂.燃烧生成两种无污染的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】肼（N2H4）主要用作火箭和喷气发动机燃料。

(1) 已知 ① 2O2(g)＋N2(g) === N2O4(l) ΔH＝a kJ·mol-1

② N2(g)＋2H2(g) === N2H4(l) ΔH＝b kJ·mol-1

③ 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH＝c kJ·mol-1

某型号火箭采用液态肼和液态N2O4作推进剂，燃烧生成两种无污染的气体。写出反应的热化学方程式____。偏二甲肼（1,1-二甲基肼）也是一种高能燃料，写出其结构简式______。

（2）肼可以除去水中的溶解氧，且生成物能参与大气循环。写出该反应的化学方程式________，理论上，每消耗64 g肼可除去标准状况下O2________L

（3）科学家用肼作为燃料电池的燃料，电池结构如图1所示，

写出电池负极的电极反应式：________。

（4）N2H4在特定条件下（303K，Pt，Ni作催化剂）可以发生部分分解：N2H4(g) 2H2(g)＋N2(g)，在2 L的密闭容器中加入0.1 mol N2H4(g)，测得0-4分钟内N2的物质的量随时间的变化曲线如图2所示，写出0-2分钟内H2的平均反应速率v(H2)=________。

【答案】2N2H4(l)＋N2O4(l) ===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝(2c—a—2b) kJ·mol-1 N2H4＋O2===2H2O＋N2 44.8 N2H4＋4OH-－4e-=== N2↑＋4H2O 0.025 mol·L-1·min-1

【解析】

（1）利用盖斯定律求出液态肼和液态N2O4，燃烧生成两种无污染的气体的热化学方程式，依据偏二甲肼的名字（1,1-二甲基肼）书写结构简式；

（2）肼可以除去水中的溶解氧，且生成能参与大气循环的氮气，由此写出该反应的化学方程式，并计算每消耗64 g肼可除去标准状况下O2体积；

（3）肼作为燃料的燃料电池，燃料肼参与反应的电极为负极，肼失去电子；

（4）由图可以看出，0-2分钟内，n(N2)=0.05mol,由此求0-2分钟内的v(N2)，依据速率之比等于化学计量数之比求出v(H2)；

（1）① 2O2(g)＋N2(g) === N2O4(l) ΔH＝a kJ·mol-1

② N2(g)＋2H2(g) === N2H4(l) ΔH＝b kJ·mol-1

③ 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH＝c kJ·mol-1

依据盖斯定律2③2②①得：2N2H4(l)＋N2O4(l) ===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝(2c—a—2b) kJ·mol-1，1,1-二甲基肼的结构简式为：；

本题答案为：2N2H4(l)＋N2O4(l) ===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝(2c—a—2b) kJ·mol-1，。

（2）由题意可知，肼和氧气反应，生成氮气和水，其化学方程式为：N2H4＋O2===2H2O＋N2，设消耗64 g肼可除去标准状况下O2体积为VL，依据上述方程式可得：32:22.4=6.4：V，解得V=44.8L；

本题答案为：N2H4＋O2===2H2O＋N2，44.8。

（3）肼作为燃料的燃料电池，燃料肼参与反应的电极为负极，肼失去电子，在碱性条件下，电极反应式为：N2H4＋4OH-－4e-=== N2↑＋4H2O；

本题答案为：N2H4＋4OH-－4e-=== N2↑＋4H2O。

（4）由图可以看出，0-2分钟内，n(N2)=0.05mol，c(N2)=0.05mol/2L=0.025mol/L，v（N2）=c/t= =0.0125mol·L-1·min-1，依据速率之比等于化学计量数之比可得：v(H2)=2 v（N2）=0.025 mol·L-1·min-1；

本题答案为：0.025 mol·L-1·min-1。

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