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肼（N2H4）是一种可用于火箭或原电池的燃料．已知：
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol 　　　　　　　　　　   ①
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534kJ/mol               ②
下列说法正确的是（　　）
A、反应①中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量B、2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O （g）△H=-1000.3kJ/molC、铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应②设计的燃料电池其负极反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2OD、铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应②设计的燃料，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大
分析：A、反应①为吸热反应，反应后能量升高；
B、利用盖斯定律的计算，首先书写出化学方程式，在利用两个已知方程式推导出目标方程式，再求出反应热；
C、负极是N2H4失电子生成N2和H2O；
D、根据总方程分析溶液中氢氧根离子浓度的变化．
解答：解：A、已知N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol，该反应为吸热反应，反应后能量升高，所以反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，故A错误；
B、已知：N2（g）+2O2（g）═2NO2（g），△H=+67.7kJ/mol ①
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g），△H=-534kJ/mol ②
写出目标方程式为2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g），可以通过①②联立，2×②-①得到即2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g），△H=2×②-①=2×（-534kJ/mol）-（+67.7kJ/mol）=-1135.7kJ/mol，所以2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g），△H=-1135.7kJ/mol，故B错误；
C、负极是N2H4失电子生成N2和H2O，则其电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故C正确；
D、已知该电池反应的总方程为：N2H4+O2=N2+2H2O，反应生成水，溶液的体积增大，所以氢氧化钾的浓度减小，即溶液的pH减小，故D错误；
故选C．
点评：本题考查了反应中能量变化，热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，原电池原理的应用等，考查的内容较多，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
高铁酸钾（K2FeO4）具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂．电解法制备高铁酸钾操作简便，成功率高，易于实验室制备．其原理如图所示．
Ⅰ．实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清．查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色．
（1）电解过程中，X极是
阴
阴
极，电极反应是
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
．
（2）电解过程中，Y极放电的有
Fe和OH-
Fe和OH-
．
（3）生成高铁酸根（FeO42-）的电极反应是
Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
．
Ⅱ．若用不同种电池作为上述实验的电源，请分析电池反应．
（1）铅蓄电池总的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4
充电
放电
2H2O+2PbSO4，则它在充电时的阳极反应为
PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+
PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+
．
（2）镍镉碱性充电电池在放电时，其两极的电极反应如下：
正极：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-
负极：Cd+2OH--2e-=Cd（OH）2
则它在放电时的总反应的化学方程式为
Cd+2NiOOH+2H2O=Cd（OH）2+2Ni（OH）2
Cd+2NiOOH+2H2O=Cd（OH）2+2Ni（OH）2
．
（3）肼（N2H4）是一种可燃性液体，可用作火箭燃料．已知在25℃、101kPa时，32.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出624kJ的热量，则N2H4完全燃烧的热化学方程式是
N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624kJ/mol
N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624kJ/mol
；肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，放电时负极的电极反应是
N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
．
（4）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8+5O2=3CO2+4H2O．
写出该电池正极的电极反应：
O2+2CO2+4e-=2CO32-
O2+2CO2+4e-=2CO32-
．
（5）当制备相同物质的量的高铁酸钾时，理论上，上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是
10：10：5：1
10：10：5：1
．
由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应进行过程中能量的变化．

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是
C
C
．
A．△H＞0，△S＞0； B．△H＞0，△S＜0；
C．△H＜0，△S＜0； D．△H＜0，△S＞0．
（2）该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表
逆反应的活化能
逆反应的活化能

（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2
和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．从反应开始到平衡用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）
0.225
0.225
mol?L-1?min-1．
（4）肼（N2H4）是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料．已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是：
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol
．
Ⅰ氮元素的化合物在现在以及将来有着广阔的发展前景
（1）氮化铝具有耐高温，抗冲击等优良性能，可以通过氧化铝、氮气和碳在高温下反应制得，缺点是会生成一种有毒气体，写出反应方程式：
 
，上述反应，每生成2mol氮化铝，N2得到
 
mol电子．
（2）C3N4晶体的硬度可以和金刚石相媲美，且原子间均以单键结合，C3N4属于晶体，晶体中C-N键键长
 
金刚石中的C-C键键长（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）氮化硅是一种高温陶瓷材料，用来制作汽轮机叶子或永久性模具，现利用四氯化硅和氮气在氢气的作用下加强热，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为：
 
，氮化硅抗腐蚀性强，但是易被氢氟酸腐蚀，写出相关的方程式
 
．
（4）氮的另外一种化合物肼（N2H4）是一种火箭发射原料，已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水发生反应生成N2和水蒸气，放出256.65kJ的热量．请写出该反应的热化学方程式：
 
．利用肼、氧气与KOH溶液可组成碱性燃料电池，肼分子（N2H4）可以在氧气中燃烧生成氮气和水．则该电池反应的负极反应式为：
 
；电池工作时，电解质溶液中的OH-离子向
 
极移动．
Ⅱ用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用．例如：
（1）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是
 
；
（2）光导纤维的主要成分是：
 

（3）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为
 
的化合物．

（15分）高铁酸钾（K2FeO4）具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便，成功率高，易于实验室制备。其原理如下图所示。

I. 实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42－）在溶液中呈紫红色。
（1）电解过程中，X极是   极，电极反应是                  。
（2）电解过程中，Y极放电的有                              。
（3）生成高铁酸根（FeO42－）的电极反应是                     。
II. 若用不同种电池作为上述实验的电源，请分析电池反应。
（1）铅蓄电池总的化学方程式为：
2H2O＋2PbSO4 Pb＋PbO2＋2H2SO4，则它在充电时的阳极反应为
                                                           。
（2）镍镉碱性充电电池在放电时，其两极的电极反应如下：
正极：2NiOOH＋2H2O＋2e－＝2Ni（OH）2＋2OH－
负极：Cd＋2OH－－2e－＝Cd（OH）2
则它在放电时的总反应的化学方程式为                  。
（3）肼（N2H4）是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa时，32.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出624kJ的热量，则N2H4完全燃烧的热化学方程式是                                     ；
肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液，放电时负极的电极反应是                              。
（4）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8＋5O2＝3CO2＋4H2O。
写出该电池正极的电极反应：                              。
（5）当制备相同物质的量的高铁酸钾时，理论上，上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是                       。

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