Question

氮的化合物與生活、化工、國防等息息相關．
（1）“神舟九號”所用火箭推進劑由液態(tài)肼（N₂H₄）和液態(tài)雙氧水組成，當它們混合反應時，即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱．已知：0.4mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應生成氮氣和水蒸氣，并放出256.65kJ的熱量．
①反應的熱化學方程式為：

 

．
②反應中的氧化劑是：

 

（寫化學式）．
③當有1mol氮氣生成時，反應轉移的電子數(shù)為

 

N_A．
④此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是

 

．
（2）飲用水中的NO₃^- 主要來自于NH₄⁺．已知在微生物作用的條件下，NH₄⁺ 經(jīng)過兩步反應被氧化成NO₃₃^-．兩步反應的能量變化示意圖如圖，試寫出1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^-（aq）的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）①根據(jù)熱化學方程式的書寫原則和注意問題寫出；注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)標注，焓變的正負號和單位；
②依據(jù)元素化合價變化分析，元素化合價降低的物質(zhì)做氧化劑；
③依據(jù)化學方程式分析計算電子轉移；
④依據(jù)反應產(chǎn)生的物質(zhì)性質(zhì)分析判斷；
（2）由圖可知，第一步熱化學反應為NH₄⁺ （aq）+1.5O₂（g）=2H⁺（aq）+NO₂^- （aq）+H₂O（l）△H=-273 kJ?mol^-1，第二步熱化學反應為NO₂^- （aq）+0.5O₂（g）=NO₃^- （aq））△H=-73kJ?mol^-1，利用蓋斯定律可計算1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^- （aq）的熱化學方程式．

解答： 解：（1）①已知0.4mol液態(tài)肼和足量雙氧水反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.65KJ的熱量；肼和雙氧水反應的熱化學方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6KJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6KJ/mol；
②反應中過氧化氫中 的氧元素化合價從-1價 變化為-2價，H₂O₂做氧化劑，肼中氮元素化合價升高做還原劑，故答案為：H₂O₂；
③依據(jù)化學方程式中元素化合價變化，每2mol過氧化氫反應，生成1mol氮氣，電子轉移4mol，電子數(shù)4N_A，故答案為：4；
④還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑H₂O₂，當它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，除釋放大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有很突出的優(yōu)點是，產(chǎn)物為氮氣和水，無污染，產(chǎn)物穩(wěn)定且不會污染環(huán)境，
故答案為：產(chǎn)物為氮氣和水，產(chǎn)物穩(wěn)定且不會污染環(huán)境；
（2）由圖可知，第一步熱化學反應為NH₄⁺ （aq）+1.5O₂（g）=2H⁺（aq）+NO₂^- （aq）+H₂O（l）△H=-273 kJ?mol^-1①，
第二步熱化學反應為NO₂^- （aq）+0.5O₂（g）=NO₃^- （aq））△H=-73kJ?mol^-1②，
由蓋斯定律可知①+②得1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^- （aq）的熱化學方程式為NH₄⁺ （aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+NO₃^- （aq）+H₂O（l）△H=-346 kJ?mol^-1，
故答案為：NH₄⁺ （aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+NO₃^- （aq）+H₂O（l）△H=-346 kJ?mol^-1．

點評：本題考查了化學反應能量變化，熱化學方程式書寫方法，氧化還原反應電子轉移的計算應用，注意知識與題目信息的結合來解答，對學生能力要求較高題目難度中等．