Question

肼（N₂H₄）又称联氨，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）肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生反应的电极反应式为

N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O

（2）火箭常用N₂O₄作氧化剂，肼作燃料，已知：
①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=-67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ/mol
③2NO₂（g?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ/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：

2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6kJ?mol^-1

（3）联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得，也可在高锰酸钾催化下，用尿素[CO（NH₂）₂]和次氯酸钠一氢氧化钠溶液反应获得，尿素法反应的离子方程式为

CO（NH₂）₂+ClO^-+2OH^-=N₂H₄+Cl^-+CO₃^2-+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）左端为负极，在碱性电解质中失去电子生成氮气和水；
（2）利用盖斯定律来计算2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）的反应热；
（3）在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水，结合质量守恒定律来书写离子反应方程式．

解答：解：（1）左端为负极，在碱性电解质中失去电子生成氮气和水，电极反应为N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，故答案为：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；
（2）由①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=-67.7kJ?mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ?mol^-1
③2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ?mol^-1
根据盖斯定律可知②×2-①-③得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），
△H=（-534.0kJ?mol^-1）×2-（-67.7kJ?mol^-1）-（-52.7kJ?mol^-1）=-947.6 kJ?mol^-1，
即热化学方程式为2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6 kJ?mol^-1，
故答案为：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6 kJ?mol^-1；
（3）由在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水，根据质量守恒定律可知两种盐为氯化钠和碳酸钠，该反应为CO（NH₂）₂+ClO^-+2OH^-=N₂H₄+Cl^-+CO₃^2-+H₂O，
故答案为：CO（NH₂）₂+ClO^-+2OH^-=N₂H₄+Cl^-+CO₃^2-+H₂O．

点评：本题考查离子方程式、热化学反应方程式及电极反应式的书写，根据盖斯定律、原电池原理来分析解答即可，注意电极反应式的书写要结合溶液的酸碱性，为易错点．