Question

【题目】早在2003年，我国就己经成功发射“神舟五号”载人飞船，成为第三个把人送上太空的国家！发射航天飞船常用的高能燃料是肼（N2H4）。

（1）火箭推进器中盛有强还原剂液态肼和强氧化剂液态双氧水。已知肼分子中每个原子的最外层电子都达到了稳定结构，请写出肼的结构简式：________。由18O、16O、H、D原子组成的H2O2分子共有____种。

（2）肼-空气燃料电池是一种环保的碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时负极的电极反应式是________。

（3）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液.该反应的离子方程式是__________。

（4）己知lg氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中lmol O=O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中lmolH-O键形成时放出热量463kJ,则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为_______。

Answer 1

【答案】 10 N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O 436kJ

【解析】(1)书写物质分子的结构式可先从组成分子的原子的电子式及分子的电子式着手，N2H4的电子式为：，结构简式为：；根据H2O2分子的组成可知，由18O、16O、H、D原子组成的H2O2分子共有10种，即H216O2、D216O2、H218O2、D218O2、HD16O2、HD18O2、HD16O18O、HD18O 16O、H216O18O、D216O18O；（2）原电池中负极失去电子，肼在负极反应生成氮气，电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；（3）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液，同时生成氯化物，该反应的离子方程式是：ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；（4）因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，所以1molH2与molO2完全燃烧生成1mol水蒸气是放出热量242kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应时H2(g)＋O2(g)=H2O(g) △H=－242kJmol－1时所发生键的变化为断裂1molH―H键和molO=O键、形成2molO―H，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为×496 kJ+EH―H，形成键释放的能量为2×463 kJ=926kJ，因此反应为放热反应所以有926kJ-×496 kJ+EH―H=242kJ，解得EH―H=436kJ。