Question

“神七”登天標(biāo)志著我國的航天事業(yè)進(jìn)入了新的篇章．
（1）火箭升空時，由于與大氣層的劇烈摩擦，產(chǎn)生高溫．為了防止火箭溫度過高，在火箭一面涂上一種特殊的涂料，該涂料的性質(zhì)最可能的是

 

．
A．在高溫下不融化B．在高溫下可分解氣化C．在常溫下就分解氣化D．該涂料不可能發(fā)生分解
（2）火箭升空需要高能的燃料，經(jīng)常是用N₂O₄和N₂H₄和作為燃料，其反應(yīng)的方程式是：N₂O₄+N₂H₄→N₂+H₂O．請配平該反應(yīng)方程式：

 

N₂O₄+

 

N₂H₄→

 

N₂+

 

H₂O，該反應(yīng)中被氧化的原子與被還原的原子的物質(zhì)的量之比是

 

．這個反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進(jìn)器，除釋放大量的熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是

 

．
（3）如圖是某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用KOH為電解液，燃料電池放電時的負(fù)極反應(yīng)為：

 

．如果某段時間內(nèi)氫氧儲罐中共收集到33.6L氣體（已折算成標(biāo)況），則該段時間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol．
（4）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO₂，還要求提供充足的O₂．某種電化學(xué)裝置可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO₂=2CO+O₂，CO可用作燃料．已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)為：4OH^-4e^-=O₂↑+2H₂O則陰極反應(yīng)為：

 

．有人提出，可以設(shè)計反應(yīng)2CO=2C+O₂（△H＞0、△S＜0）來消除CO的污染．請你判斷上述反應(yīng)是否能發(fā)生？

 

理由是：

 

．
（5）北京奧運(yùn)會“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亞特蘭大奧運(yùn)會火炬燃料是丙烯（C₃H₆）．
①丙烷脫氫可得丙烯．
已知：C₃H₈（g）═CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）；△H₁=156.6kJ?mol^-1
CH₃CH=CH₂（g）═CH₄（g）+HC=CH（g）；△H₂=32.4kJ?mol^-1
則相同條件下，反應(yīng)C₃H₈（g）═CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,熱化學(xué)方程式

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）為了防止火箭溫度過高，在火箭表面涂上一種特殊的涂料是為了給火箭降溫的，所以該涂料在高溫下應(yīng)該能夠氣化；
（2）根據(jù)得失電子守恒，結(jié)合原子守恒配平；據(jù)N原子的歸中反應(yīng)中電子守恒解答；反應(yīng)產(chǎn)物為氮氣和水，無污染；
（3）氫氣在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，注意堿性環(huán)境；某段時間內(nèi)氫氧儲罐中共收集到33.6L，為1.5mol氣體，則生成氫氣1mol，轉(zhuǎn)移電子2mol，據(jù)此計算；
（4）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，CO₂被還原生成CO；根據(jù)吉布斯自由能的大小判斷反應(yīng)能否進(jìn)行；
（5）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到．

解答： 解：（1）為了防止火箭溫度過高，在火箭表面涂上一種特殊的涂料，該涂料的性質(zhì)最有可能是在高溫下可分解汽化，因為物質(zhì)氣化時能夠吸收熱量，從而使火箭的溫度降低，只有B符合，故答案為：B；
（2）N₂O₄和N₂H₄反應(yīng)生成N₂，N₂O₄中N元素的化合價從+4價降低到0價轉(zhuǎn)移4個電子，所以1個分子轉(zhuǎn)移8個電子；N₂H₄中N元素的化合價從-2價升高到0價轉(zhuǎn)移2個電子，所以1個分子轉(zhuǎn)移4個電子；根據(jù)得失電子守恒配平計量數(shù)：N₂O₄為1，N₂H₄為2，再根據(jù)原子守恒平衡方程式為：N₂O₄+2N₂H₄=3N₂+4H₂O；反應(yīng)是N原子的歸中反應(yīng)，2mol+4價的N與4mol-2價的N反應(yīng)后生成0價的N單質(zhì)，被氧化的原子與被還原的原子的物質(zhì)的量之比為2：1；反應(yīng)產(chǎn)物為氮氣和水，無污染，有利于大氣環(huán)境保護(hù)，
故答案為：1；2；3；4；2：1；反應(yīng)產(chǎn)物無污染，有利于大氣環(huán)境保護(hù)；
（3）氫氣在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境中結(jié)合氫氧根離子生成水，電極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；如果某段時間內(nèi)氫氧儲罐中共收集到33.6L，為1.5mol氣體，電解方程式為2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑，則生成1mol氫氣和0.5mol氧氣，生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移電子2mol，所以該段時間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；2；
（4）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，CO₂被還原生成CO，陰極反應(yīng)為：2CO₂+4e^-+2H₂O=2 CO+4OH^-；
反應(yīng)2CO=2C+O₂（△H＞0、△S＜0），則△G=△H-T?△S＞0，反應(yīng)是一個焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：2CO₂+4e^-+2H₂O=2 CO+4OH^-；不可行；該反應(yīng)是一個焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行；
（5）①C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H₁=156.6kJ?mol^-1
②CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=32.4kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①-②得到C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol
則相同條件下，反應(yīng)C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol；
故答案為：124.2．

點評：本題考查了范圍廣，題目難度大，注意氧化還原反應(yīng)中的電子守恒、電極反應(yīng)式書寫及蓋斯定律的應(yīng)用．