Question

【題目】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)的化學方程式為____________________。

(3)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，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=－534kJ·mol－1

寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學方程式________________________________________。

(4)肼-空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，正極的反應(yīng)式為________________________________________。

Answer 1

【答案】5 2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.5kJ/mol O2+2H2O+4e-=4OH-

【解析】

(1)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，所以氮元素原子的L層電子數(shù)為5；

(2)NH3與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)可得到肼(N2H4)、氯化鈉和水，所以該反應(yīng)的化學方程式為：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；

(3)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，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=－534kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律，②×2-①得肼和N2H4反應(yīng)的熱化學方程式2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.5kJ/mol；

(4)肼一空氣燃料堿性電池中，通入燃料的一極為負極，負極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮氣，電極反應(yīng)式為：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2，通入空氣的一極為正極，正極電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-。