Question

【题目】氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：

（1）氮元素原子的L层电子数为________；

（2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

已知：①N2（g）＋2O2（g）=N2O4（l） ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

写出肼和N2O4反应的热化学方程式________________________；

（3）已知H2O（l）=H2O（g） ΔH3＝＋44 kJ·mol－1，则表示肼燃烧热的热化学方程式为__________________。

（4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________。

Answer 1

【答案】（1）5

（2）2N2H4（l）＋N2O4（l）=3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1

（3）N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－622.2 kJ·mol－1

（4）N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑

【解析】

试题分析：（1）氮元素原子核外电子数为7，K层电子数为2，L层电子数5。

故答案为：5；

（2）分析题给方程式，可知由2×②－①得到要求的热化学方程式，故ΔH＝2ΔH2－ΔH1=[(-534.2)×2(-19.5)] kJ·mol－1=－1048.9 kJ·mol－1；所以肼和N2O4反应的热化学方程式为：2N2H4（l）＋N2O4（l）=3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1。

故答案为：2N2H4（l）＋N2O4（l）=3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1；

（3）由②和H2O（l）=H2O（g） ΔH3＝＋44 kJ·mol－1可知，肼的燃烧热为－(534.2+44×2)kJ·mol－1=－622.2 kJ·mol－1，所以表示肼燃烧热的热化学方程式为：N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－622.2 kJ·mol－1。

故答案为：N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－622.2 kJ·mol－1；

（4）碱性电池中负极发生还原反应，也就是还原剂失电子的反应，结合电解质溶液为碱性条件，故写为：N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑。

故答案为：N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑。