Question

神舟7號的成功發(fā)射，說明我國的空間技術又向前邁進了一步．
（1）發(fā)射飛船時肼（N₂H₄）與NO₂作推力能源，兩者反應產生氮氣和水蒸氣．已知：
①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7 0.1mol?L^-1；
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-5340.1mol?L^-1；
則肼與二氧化氮反應的熱化學方程式為：

 

（2）飛船使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點．氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，其電池總反應均為：2H₂+O₂=2H₂O．酸式氫氧燃料電池的電解質溶液是強酸溶液，其負極電極反應式可表示為：2H₂-4e^-=4H⁺，則其正極反應式為

 

；堿式氫氧燃料電池中的電解質溶液是強堿溶液，其正極電極反應式可表示為：O₂+2H₂O+4e^一=4OH^一，則其負極反應式為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學電源新型電池

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：（1）由N₂H₄與N₂的熱化學方程式，運用蓋斯定律，可知肼與二氧化氮反應的熱化學方程式；
（2）酸性氫氧燃料電池在正極上放電的是氧氣，電極反應式：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；堿式氫氧燃料電池在負極放電的是氫氣，負極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

解答： 解：（1）已知：
①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol；
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol；
根據蓋斯定律②-

1

2

×①得N₂H₄（g）+NO₂（g）=3/2 N₂（g）+2H₂O（g）△H=（-534 kJ/mol）-

1

2

×67.7kJ/mol=-567.85 kJ?mol^-1，
故答案為：N₂H₄（g）+NO₂（g）=3/2 N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85 kJ?mol^-1；
（2）氫氧燃料電池無論是酸式還是堿式，其電池總反應均為：2H₂+O₂=2H₂O ①
酸式氫氧燃料電池負極電極反應式為：2H₂-4e^-=4H⁺②
用（①-②）即得酸式氫氧燃料電池的正極反應：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
堿式氫氧燃料電池的正極電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-③
用（①-③）即得：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，故堿式氫氧燃料電池的負極反應：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．

點評：本題考查了蓋斯定律解決實際問題的能力以及燃料電池中電極反應式的書寫，根注意據電解質溶液的酸堿性來確定電極反應式的產物．