Question

1．氨和聯(lián)氨（N₂H₄）既是一種工業(yè)原料，又是一種重要的工業(yè)產品．
（1）等物質的量的氨和聯(lián)氨分別與足量二氧化氮反應，產物為氮氣和水．則轉移的電子數(shù)之
比為3：4．
（2）聯(lián)氨在一定條件下可按下式分解：3N₂H₄（g）=N₂（g）+4NH₃（g），已知斷裂N-H、N-N及N≡N各1mol需吸收的能童依次為390.8kJ、193kJ、946kJ．若生成1mol N₂，則反應放出（填“放出”或“吸收”）367kJ的能量．
（3）NH₃-O₂燃料電池的結構如圖所示．

①a極為電池的負（填“正”或“負”）極．
②當生成1mol N₂時，電路中流過電子的物質的量為6mol．
（4）聯(lián)氨可以高效地脫除煙道氣中的NO從而生成 N₂，該反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為1：1．

Answer 1

分析 （1）NH₃→N₂，N元素化合價+3→0，故由1molNH₃轉化為N₂得到3mol電子，N₂H₄→N₂，N元素化合價+2→0，故由1molN₂H₄轉化為N₂得到4mol電子，據(jù)此進行分析；
（2）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能；
（3）燃料電池中，負極上是燃料氨發(fā)生失電子的氧化反應，負極反應為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O；正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，正極反應為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；溶液中陰離子向負極移動，據(jù)此分析；
（4）聯(lián)氨可以高效地脫除煙道氣中的NO從而生成N₂，依據(jù)原子守恒和氧化還原反應中元素化合價變化計算氧化產物和還原產物物質的量之比．

解答 解：（1）NH₃→N₂，N元素化合價+3→0，故由1molNH₃轉化為N₂得到3mol電子，N₂H₄→N₂，N元素化合價+2→0，故由1molN₂H₄轉化為N₂得到4mol電子，故等物質的量的氨和聯(lián)氨分別與足量二氧化氮反應，產物為氮氣和水．則轉移的電子數(shù)之比為3：4，
故答案為：3：4；
（2）聯(lián)氨在一定條件下可按下式分解：3N₂H₄（g）=N₂（g）+4NH₃（g），已知斷裂1molN-H、N-N及N≡N需吸收的能量依次為390.8kJ、193kJ、946kJ．若生成1molN₂，反應焓變△H=3×（193kJ/mol+390.8kJ×4KJ/mol）-946kJ/mol-4×3×390.8kJ/mol=-367KJ/mol，
故答案為：放出；367；
（3）該燃料電池中負極反應為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，正極反應為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，則電池總反應為：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，
①a極通入燃料為負極，負極上是燃料氨發(fā)生失電子的氧化反應，負極反應為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，
故答案為：負；
②負極反應為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，生成1mol氮氣單質轉移6mol，
故答案為：6mol；
（4）聯(lián)氨可以高效地脫除煙道氣中的NO從而生成N₂，反應的化學方程式為：N₂H₄+2NO=2N₂+2H₂O，反應中NO中氮元素化合價+2價變化為0價，得到還原產物，N₂H₄被氧化得到氮氣為氧化產物，則反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為1：1，
故答案為：1：1．

點評 本題考查熱電子轉移的數(shù)目求算、鍵能和反應的焓變計算、燃料電池的工作原理知識，注意知識的遷移應用是解題的關鍵，難度中等，明確原電池原理以及正負極的判斷、電極方程式的書寫是解題的關鍵．