Question

“神七”登天谱写了我国航天事业的新篇章。火箭升空需要高能的燃料，通常用肼(N₂H₄)作为燃料，N₂O₄做氧化剂。
（1）已知：N₂(g) + 2O₂(g) =2NO₂(g)           △H＝＋67.7 kJ·mol^－1
N₂H₄(g) + O₂(g) =N₂(g) + 2H₂O(g)   △H＝－534.0 kJ·mol^－1
2NO₂(g) N₂O₄(g)           △H＝－52.7 kJ·mol^－1
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： 。
（2）工业上可用次氯酸钠与过量的氨反应制备肼，该反应的化学方程式为：   。
（3）一定条件下，在2L密闭容器中起始投入2 mol NH₃和4 mol O₂发生反应：
4NH₃(g)+5O₂(g）4NO(g)+6H₂O(g)  ΔH<0
测得平衡时数据如下：

平衡时物质的量（mol）	n(NO)	n(H2O）
温度T1	1.6	2.4
温度T2	1.2	1.8

 
①在温度T₁下，若经过10min反应达到平衡，则10min内反应的平均速率
v(NH₃)＝   。
②温度T₁和T₂的大小关系是T₁     T₂（填“>”、 “<”或“＝”）。
（4）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂。某种电化学装置可实现如下转化：2CO₂=2CO+O₂，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：=O₂↑+2H₂O，则阴极反应为   。有人提出，可以设计反应2CO=2C+O₂（△H＞0）来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由   。
（5）下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液。

如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体（已折算成标准状况），则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为   mol。

Answer 1

（14分）
（1）2N₂H₄(g) + N₂O₄(g)=3N₂(g) + 4H₂O(g) △H=－1083.0 kJ·mol^－1 （2分）
（2）NaClO + 2 NH₃ =N₂H₄ + NaCl + H₂O （2分）
（3）0.08 mol?L^—1 ?min^—1 （2分）      < （2分）
（4）2CO₂+4e^—+2H₂O=2CO+4OH^—（或CO₂+2e^—+H₂O=CO+2OH^—）（2分）     
不能，因为该反应的△H＞0，△S<O（2分）
（5）2 （2分）

试题分析：⑴由盖斯定律：①N₂(g) + 2O₂(g) =2NO₂(g)  △H₁＝＋67.7 kJ·mol^－1
②N₂H₄(g) + O₂(g) =N₂(g) + 2H₂O(g)    △H₂＝－534.0 kJ·mol^－1
③2NO₂(g) N₂O₄(g)             △H₃＝－52.7 kJ·mol^－1
②×2―①―③得：△H=2△H₂―△H₁―△H₃=－534.0 kJ·mol^－1×2―67.7 kJ·mol^－1 ＋52.7 kJ·mol^－1=－1083.0 kJ·mol^－1,答案： 2N₂H₄(g) + N₂O₄(g)=3N₂(g) + 4H₂O(g) △H=－1083.0 kJ·mol^－1；⑵用氧化还原反应的思想，分析出氧化剂为NaClO，还原产物为NaCl，还原剂为NH₃，氧化产物为N₂H₄，答案：NaClO + 2 NH₃ =N₂H₄ + NaCl + H₂O；⑶①由4NH₃(g)+5O₂(g）4NO(g)+6H₂O(g) 的计量数关系得速率：v(NH₃)=v(NO)=，该反应是放热反应，NO在T₂时物质的量少，说明进行的程度小，T₂高于T₁，答案：0.08 mol?L^—1 ?min^—1，  <；⑷用总反应2CO₂=2CO+O₂，减去阳极反应式=O₂↑+2H₂O，得2CO₂+4e^—+2H₂O=2CO+4OH^—，答案：2CO₂+4e^—+2H₂O=2CO+4OH^—；2CO₂=2CO+O₂，△S小于0，△H大于0 ，△G=△H―T△S>0，所以反应不能自发，答案：不能自发，因为该反应的△H＞0，△S<O。