Question

18．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）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应的化学方程式为2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）肼可作为火箭发动机的燃料，N₂H₄与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄ （1）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄ （1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（3）肼一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N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．
（4）肼是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：N≡N为942，O=O为500，N-N为154，则断裂1molN-H键所需的能量是391kJ．

Answer 1

分析 （1）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），N元素的化合价升高，故还生成氯化钠与水；
（2）根据盖斯定律，②×2-①可得目标热化学方程式；
（3）从作为燃料电池时，负极发生氧化反应的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂；
（4）根据热化学方程式的含义可知：旧键断裂所吸收的能量和新键生成所释放的能量之差即为化学反应焓变的数值，结合图示内容来回答即可．

解答 解：（1）NH₃与NaClO发生氧化还原反应可得到肼（N₂H₄）、氯化钠和水，所以该反应的化学方程式为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂H₄反应生成N₂和水蒸气，将方程式②×2-①得肼和N₂H₄ 反应的热化学方程式，2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（3）肼一空气燃料碱性电池中，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；（4）根据图中内容，可以看出N₂H₄（g）+O₂（g）=2N（g）+4H（g）+2O（g），△H₃=2752kJ/mol-534kJ/mol=2218kJ/mol，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，设断裂1molN-H键所需的能量为K，旧键断裂吸收的能量：154+4K+500=2218，解得K=391，故答案为：391．

点评 本题考查盖斯定律、电极反应式的书写等知识点，这些都是高考的热点，注意电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，难度较大．