Question

（1）发射卫星时可用肼（N₂H₄）为燃料和二氧化氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水．
已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.7kJ?mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1

1

2

H₂（g）+

1

2

F₂（g）=HF（g）△H=-269kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ?mol^-1
①肼和NO₂反应的热化学方程式为

2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1153.7 kJ?mol^-1

．
②有人认为若用氟气代替NO₂作氧化剂，则反应释放的能量更大，肼和氟气反应的热化学方程式为：

N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF（g）△H=-1135 kJ?mol^-1

．
（2）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高．一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽．其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃（Y：钇）的ZrO₂（Zr：锆） 固体，它在高温下能传导O^2-离子．以戊烷（C₅H₁₂）代表汽油，完成下列问题：
①电池反应方程式为

C₅H₁₂+8O₂→5CO₂+6H₂O

；
②放电时固体电解质里的O^2-离子的移动方向是向

负

极移动（填“正”或“负”）；
③以此电源电解足量的CuSO₄溶液，当阳极产生气体0.56L（已换算为标况）时，阴极产物的质量为

3.2

 g，若电解后溶液体积为1L，则溶液的pH约为

1

，电解过程中燃料电池内转移的电子为

0.1

mol．

Answer 1

分析：（1）利用盖斯定律计算反应热，以此可写出热化学方程式；
（2）①电池总反应与戊烷燃烧的方程式相同，都为氧化还原反应；
②放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；
③电解硫酸铜，阳极生成氧气，阴极生成氢气，发生2CuSO₄ +2H₂O

电解  .

2H₂SO₄ +2Cu+O₂↑，根据方程式计算．

解答：解：（1）①已知：①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.7kJ?mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1，
由盖斯定律②×2-①得到，2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1153.7kJ?mol^-1，
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1153.7 kJ?mol^-1；
②已知：①N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1
②

1

2

H₂（g）+

1

2

F₂（g）=HF（g）△H=-269kJ?mol^-1
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ?mol^-1
由盖斯定律①-③×2+②×4得到：2N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1135kJ?mol^-1；
故答案为：N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF（g）△H=-1135 kJ?mol^-1；
（2）①电池总反应与戊烷燃烧的方程式相同，都为氧化还原反应，方程式为C₅H₁₂+8O₂→5CO₂+6H₂O，
故答案为：C₅H₁₂+8O₂→5CO₂+6H₂O；
②放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故答案为：负；
③电解硫酸铜，阳极生成氧气，阴极生成氢气，发生2CuSO₄ +2H₂O

电解  .

2H₂SO₄ +2Cu+O₂↑，n（O₂）=

0.56L

22.4L/mol

=0.025mol，n（Cu）=0.05mol，
m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g，
n（H₂SO₄）=0.05mol，
c（H⁺）=0.1mol，
pH=1，
转移的电子的物质的量为0.025mol×4=0.1mol，
故答案为：3.2；1；0.1．

点评：本题考查较为综合，涉及化学反应与能量以及电化学知识，题目难度中等，注意把握盖斯定律的应用以及电极方程式的书写．