Question

(12分) 氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問(wèn)題：

（1）氮元素在元素周期表中的位置為 ；

（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）肼可作為火箭發(fā)動(dòng)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 （1） △H1= -19．5kJ·mol-1

②N2H4 （1） + O2(g)= N2(g) + 2 H2O（g） △H2= -534．2kJ·mol-1

寫(xiě)出肼和N2O4 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ；

（4）肼一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

（5）下圖是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程示意圖。

①寫(xiě)出鉑片上發(fā)生的電極反應(yīng)式____ ____。

②假設(shè)使用肼－空氣燃料電池作為本過(guò)程中的電源，銅片的質(zhì)量變化128 g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣_____ ___L(假設(shè)空氣中氧氣體積含量為20%)。

 

Answer 1

（每空2分，共12分）（1）第二周期 VA族 （2）2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O

（3）2N2H4 （1）+N2O4（1）==3N2(g)+4H2O(g) △H= -1048．9kJ·mol-1

（4）N2H4 - 4e-+4OH-==N2↑+4H2O （5）①Cu2＋＋2e－===Cu ②112

【解析】

試題分析：（1）N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，所以氮元素位于元素周期表中第二周期 VA族；（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(xué)方程式為：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O，答案為：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；（3）肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N2H4反應(yīng)生成N2和水蒸氣，將方程式②×2-①得肼和N2H4 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048．9kJ/mol，答案為：2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048．9kJ/mol；

（4）肼一空氣燃料堿性電池中，負(fù)極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)�，電極反應(yīng)式為：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2，答案為：N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O（5）①Pt與電源負(fù)極相連，為陰極，所以電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu，銅片作陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：Cu-2e－= Cu2＋，已知銅電極的質(zhì)量變化為128克，即2moL,所以失電子為4moL，肼－空氣燃料電池中正極反應(yīng)為O2+4e－+2H2O=4OH-,根據(jù)串聯(lián)電路，各電極得失電子數(shù)相等，所以參加反應(yīng)的氧氣為1mol,則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣22．4/20%=112L。

考點(diǎn)：考查原子結(jié)構(gòu)，化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)，蓋斯定律的應(yīng)用，電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)。