Question

3．（1）根據(jù)圖示寫出熱化學方程式：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ•mol^-1．
（2）若反應(yīng)中釋放了61.5kJ的熱量，則該反應(yīng)中生成的H₂為1.5mol．
（3）已知2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ•mol^-1，結(jié)合圖寫出CO（g）完全燃燒生成CO₂（g）的熱化學方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1．
（4）火箭發(fā)射常以液態(tài)肼（N₂H₄）為燃料，液態(tài)過氧化氫為助燃劑．已知：
N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=-534kJ•mol^-1
H₂O₂（l）═H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g），△H=-98kJ•mol^-1
H₂O（l）═H₂O（g），△H=+44kJ•mol^-1
試寫出N₂H₄和液態(tài)H₂O₂反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學方程式N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g），△H=-642kJ•mol^-1．
（5）肼（N₂H₄）-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．該電池放電時，負極的電極反應(yīng)式是N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）圖象分析反應(yīng)物能量高于生成物的總能量，反應(yīng)是放熱反，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變，寫出熱化學方程式，由此分析解答；
（2）依據(jù)熱化學方程式計算得到生成氫氣物質(zhì)的量；
（3）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（4）根據(jù)蓋斯定律，將所給的反應(yīng)通過加減乘除得到所要求的目標反應(yīng)，反應(yīng)熱做相應(yīng)的變化即可；
（5）肼-空氣燃料電池放電時，負極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成H₂O和氮氣，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）圖象分析可知為放熱反應(yīng)，反應(yīng)的熱化學方程式為：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol，故答案為：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol；
（2）依據(jù)熱化學方程式計算，若反應(yīng)中釋放了61.5kJ的熱量，則
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol；
                          1mol        41KJ
                          n（H₂）       61.5KJ
n（H₂）=1.5mol，
故答案為：1.5；
（3）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，
②CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律②×2+①得到：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566KJ/mol，
圖中是1mol一氧化碳燃燒反應(yīng)，熱化學方程式為：CO（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol，
故答案為：CO（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol；
（4）①N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=-534kJ•mol^-1①
H₂O₂（l）═H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g），△H=-98kJ•mol^-1②
H₂O（l）═H₂O（g），△H=+44kJ•mol^-1③
將①+2②+4③可得：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=（-534kJ•mol^-1）+2×（-98kJ•mol^-1）+4×（+44kJ•mol^-1）=-642 kJ•mol^-1
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642 kJ•mol^-1；
（5）肼-空氣燃料電池放電時，負極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成H₂O和氮氣，電極反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂．

點評 本題考查了化學反應(yīng)能量變化分析、圖象判斷和熱化學方程式書寫，掌握書寫熱化學方程式的基本要求是關(guān)鍵，題目較簡單．