Question

氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：
（1）氮元素原子的L層電子數(shù)為

 

；
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（3）肼（N₂H₄）可作為火箭發(fā)動機(jī)的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（4）已知H₂O（l）═H₂O（g）△H₃=+44kJ?mol^-1，則表示肼燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

 

．
（5）肼-空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）依據(jù)氮原子的原子序數(shù)是7，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)示意圖分析判斷；
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），依據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)變化分析書寫化學(xué)方程式；
（3）依據(jù)蓋斯定律，結(jié)合題干熱化學(xué)方程式計(jì)算寫出；
（4）把握燃燒熱的概念，結(jié)合蓋斯定律來解．
（5）負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，是肼在反應(yīng)，注意電解質(zhì)溶液的酸堿性即可．

解答： 解：（1）氮元素原子的原子序數(shù)為7，原子的L層電子數(shù)為5，故答案為：5；
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），次氯酸鈉做氧化劑，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
    ②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
   根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol；故答案為：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol．
（4）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，此時(shí)生成的水必須為液態(tài)，可燃物必須為1mol．
由反應(yīng)
     ①N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
     ②H₂O（l）═H₂O（g）△H₃=+44kJ?mol^-1
將①-2×②可得：N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-622.2kJ?mol^-1
故答案為：N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-622.2kJ?mol^-1
（5）負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，是肼在反應(yīng)，肼中的N從-2價(jià)升高到0價(jià)，堿性電池中，其電極反應(yīng)式應(yīng)為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

點(diǎn)評：本題考查了原子結(jié)構(gòu)示意圖、化學(xué)方程式的書寫以及熱化學(xué)方程式的書寫和燃料電池電極反應(yīng)，綜合性較強(qiáng)，中等難度．