Question

12．（1）水下发射导弹时常采用一种火箭燃料肼（N₂H₄）．已知在101kPa时，32.0g液态的N₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N₂H₄完全燃烧的热化学方程式为N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；△H=-624kJ/mol．
（2）我国科学家在1973年就已经将上述反应设计成燃料电池，该燃料电池的电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．则该燃料电池放电时：
①正极的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
②负极的电极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑．
（3）用N₂H₄做火箭燃料常采用N₂O₄做氧化剂，反应得到的产物对环境无害，则反应的化学方程式为：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据肼和反应热的关系计算出其燃烧热，并写出其相应的热化学方程式；
（2）①碱性条件下，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子；
②燃料电池中，负极上投放的是燃料，负极上燃料失电子发生氧化反应；
（3）N₂H₄与N₂O₄反应生成氮气和水．

解答 解：（1））32.0g肼的物质的量为1mol，1molN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ，所以其热化学反应方程式为：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol，
故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（2）①碱性条件下，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子，则正极的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②燃料电池中，负极上投放的是燃料，负极上燃料失电子发生氧化反应，在碱性环境下的反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）用N₂H₄做火箭燃料常采用N₂O₄做氧化剂，反应得到的产物对环境无害，N₂H₄与N₂O₄反应生成氮气和水，其反应的方程式为：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O；
故答案为：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O．

点评 本题考查了反应热的计算和热化学方程式的书写、原电池原理的应用，明确原电池的原理和电极方程式的书写方法即可解答，难度中等．