Question

 （1）、①用肼(N₂H₄)为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。

已知：N₂(g)＋2O₂(g)＝N₂O₄(g)  ΔH＝+10.7kJ·mol^-1

N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)   ΔH＝-543kJ·mol^-1

写出气态肼和N₂O₄反应的热化学方程式：                                 。

②已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，其很容易转化为二氧化氮。试推断由二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)：                          。

（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，可用于航天航空。

图甲所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入CH₄和空气，其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导阳极生成的O^2-(O₂+4e →2O^2-)

①c电极为        ，d电极上的电极反应式为                             。

②图乙是电解100mL 0.5mol·L^-1 CuSO₄溶液，a电极上的电极反应式为           。若a电极产生56mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH=      (不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入        (选填字母序号)

a.CuO    b.Cu(OH)₂     c.CuCO₃     d.Cu₂(OH)₂CO₃

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）①2 N₂H₄(g) +  N₂O₄(g)= 3N_２(g)＋4H₂0(g) △H＝－1096.7KJ·mol^-1（2分）

②加压、降温（各1分）

（2）①正极（2分）  CH₄ - 8e^- + 40^2-=CO₂+2H₂O  （2分）

②4OH^—- 4e^-=2H₂O+O₂ （2分）  1 （2分）  a、c  （2分）

【解析】

试题分析：（1）①a、N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（g）△H=10.7kJ·mol^－1；b、N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ·mol^－1

依据盖斯定律b×2-a得到  2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.7KJ·mol^－1；

答案为：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.7KJ·mol^－1；

②四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮，由二氧化氮制取四氧化二氮，2NO₂N₂O₄，反应是放热反应，反应前后气体体积减小所以反应条件为：增大压强、降温都有利于反应正向进行；

故答案为：增大压强、降温；

（2）①图1是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极甲烷是电子发生还原反应，在两极上分别通入CH₄和空气，其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导阳极生成的O^2－离子，结合电子守恒写出电极反应为：CH₄- 8e^-+4O^2－=CO₂+2H₂O；

答案为：正极； CH₄- 8e^-+4O^2－=CO₂+2H₂O；

②如图2所示电解100mL0.5mol?L-1CuSO₄溶液，发生的电解池反应为：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，与电源正极相连的为阳极，溶液中 氢氧根离子是电子发生氧化反应，电极反应为：4OH^－-4e^－=2H₂O+O₂↑；若a电极产生56mL（标准状况）气体为氧气，物质的量为0.0025mol，消耗氢氧根离子物质的量为0.01mol，溶液中生成氢离子物质的量为0.01mol，c（H^＋）==0.1mol·L^－1，PH=-lg0.1=1；则所得溶液电解过程中CuSO₄溶液每损失2个Cu原子，就损失2个 O原子，相当于损失一个CuO，为了使CuSO₄溶液，恢复原浓度，应加入CuO，也可以加入CuCO₃，符合恢复溶液浓度的定量关系，但不能加入Cu（OH）₂、Cu₂（OH）₂CO₃，因为CuCO₃+H₂SO₄ CuSO₄+CO₂↑+H₂O，相当于加CuO，而Cu（OH）₂+H₂SO₄CuSO₄+2H₂O、Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄ +CO₂↑+3H₂O，除增加溶质外还增加了水；选ac．

答案为：4OH^— - 4e^-=2H₂O+O₂ ；1；ac；

考点：热化学方程式；化学电源新型电池