Question

1．氨和联氨（N₂H₄）既是一种工业原料，又是一种重要的工业产品．
（1）等物质的量的氨和联氨分别与足量二氧化氮反应，产物为氮气和水．则转移的电子数之
比为3：4．
（2）联氨在一定条件下可按下式分解：3N₂H₄（g）=N₂（g）+4NH₃（g），已知断裂N-H、N-N及N≡N各1mol需吸收的能童依次为390.8kJ、193kJ、946kJ．若生成1mol N₂，则反应放出（填“放出”或“吸收”）367kJ的能量．
（3）NH₃-O₂燃料电池的结构如图所示．

①a极为电池的负（填“正”或“负”）极．
②当生成1mol N₂时，电路中流过电子的物质的量为6mol．
（4）联氨可以高效地脱除烟道气中的NO从而生成 N₂，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1．

Answer 1

分析 （1）NH₃→N₂，N元素化合价+3→0，故由1molNH₃转化为N₂得到3mol电子，N₂H₄→N₂，N元素化合价+2→0，故由1molN₂H₄转化为N₂得到4mol电子，据此进行分析；
（2）反应热=反应物总键能-生成物总键能；
（3）燃料电池中，负极上是燃料氨发生失电子的氧化反应，负极反应为：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O；正极上氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；溶液中阴离子向负极移动，据此分析；
（4）联氨可以高效地脱除烟道气中的NO从而生成N₂，依据原子守恒和氧化还原反应中元素化合价变化计算氧化产物和还原产物物质的量之比．

解答 解：（1）NH₃→N₂，N元素化合价+3→0，故由1molNH₃转化为N₂得到3mol电子，N₂H₄→N₂，N元素化合价+2→0，故由1molN₂H₄转化为N₂得到4mol电子，故等物质的量的氨和联氨分别与足量二氧化氮反应，产物为氮气和水．则转移的电子数之比为3：4，
故答案为：3：4；
（2）联氨在一定条件下可按下式分解：3N₂H₄（g）=N₂（g）+4NH₃（g），已知断裂1molN-H、N-N及N≡N需吸收的能量依次为390.8kJ、193kJ、946kJ．若生成1molN₂，反应焓变△H=3×（193kJ/mol+390.8kJ×4KJ/mol）-946kJ/mol-4×3×390.8kJ/mol=-367KJ/mol，
故答案为：放出；367；
（3）该燃料电池中负极反应为：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，正极反应为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，则电池总反应为：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，
①a极通入燃料为负极，负极上是燃料氨发生失电子的氧化反应，负极反应为：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，
故答案为：负；
②负极反应为：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，生成1mol氮气单质转移6mol，
故答案为：6mol；
（4）联氨可以高效地脱除烟道气中的NO从而生成N₂，反应的化学方程式为：N₂H₄+2NO=2N₂+2H₂O，反应中NO中氮元素化合价+2价变化为0价，得到还原产物，N₂H₄被氧化得到氮气为氧化产物，则反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1，
故答案为：1：1．

点评 本题考查热电子转移的数目求算、键能和反应的焓变计算、燃料电池的工作原理知识，注意知识的迁移应用是解题的关键，难度中等，明确原电池原理以及正负极的判断、电极方程式的书写是解题的关键．