Question

工業(yè)上利用N₂和H₂可以合成NH₃，NH₃又可以進一步制備聯(lián)氨（N₂H₄）等．
（1）①．火箭常用N₂H₄作燃料，N₂O₄作氧化劑．1mol聯(lián)氨完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移

4

mol電子
②．已知：N_2（g）+2O_2（g）=2NO_2（g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H_4（g）+O_2（g）=N_2（g）+2H₂O_（g）△H=-534.0kJ/mol
NO_2（g）?1/2N₂O_4（g）△H=-26.35kJ/mol
試寫出氣態(tài)聯(lián)氨在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-108 kJ/mol

．
（2）聯(lián)氨--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的氫氧化鉀溶液．寫出該電池正極的電極反應(yīng)式

O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

．
（3）在300℃時，改變起始反應(yīng)物中氫氣的物質(zhì)的量對反應(yīng)．N_2（g）+3H_2（g）?2NH_3（g）△H＜0的影響如圖所示．請在圖中畫出400℃時對應(yīng)的圖象．

Answer 1

分析：（1）①依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式中元素化合價變化計算電子轉(zhuǎn)移；
②依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；
（2）依據(jù)原電池原理分析，堿性溶液中，氧氣在正極上得到電子生成氫氧根離子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向進行，氨氣的含量減小，增大氫氣量平衡正向進行，開始氨氣含量增大，當氫氣量增大到一定程度，氫氣增加為主要因素時，氨氣含量會減�。�

解答：解：（1）①火箭常用N₂H₄作燃料，N₂O₄作氧化劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），反應(yīng)中2mol聯(lián)氨反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子8mol，所以1mol聯(lián)氨完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol，
故答案為：4；
②已知①N_2（g）+2O_2（g）=2NO_2（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H_4（g）+O_2（g）=N_2（g）+2H₂O_（g）△H=-534.0kJ/mol
③NO_2（g）?1/2N₂O_4（g）△H=-26.35kJ/mol
由蓋斯定律①+②-③×2得到：熱化學(xué)方程式：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-108 kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-108 kJ/mol；
（2）聯(lián)氨--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的氫氧化鉀溶液，燃料電池中燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（3）反應(yīng)N_2（g）+3H_2（g）?2NH_3（g）△H＜0，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進行，氨氣的含量減小，隨氫氣量的增大，平衡移動為主，氨氣含量增大，隨氫氣量增多，當氫氣量增大為主時，氨氣含量會減小，據(jù)此畫出400℃時對應(yīng)的圖象為，故答案為：．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫和蓋斯定律的計算應(yīng)用，原電池原理的分析，化學(xué)平衡移動原理的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．