Question

【題目】“神舟十號”登天、“嫦娥二號”奔月，譜寫了我國航天事業(yè)的新篇章。請回答下列問題：

(1)火箭升空需要高能的燃料，經(jīng)常使用N2O4和N2H4作為燃料，請配平該反應方程式：____N2O4 + ____N2H4 →_____N2 + ____H2O。該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為__________。該反應應用于火箭推進器，除釋放大量的熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個明顯的優(yōu)點是_______________________________。

(2)某些火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼（N2H4）和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當把0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.7kJ的熱量（相當于25℃、101kPa下測得的熱量）。該反應的熱化學方程式為______________。

(3)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離除去CO2，還要求提供充足的O2。某種電化學裝置可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2=2CO+O2。其中生成的CO可用作燃料。已知該裝置某極的電極反應式為：4OH- - 4e- = O2↑ + 2H2O，則另一極的電極反應式為：_____________。

Answer 1

【答案】1 2 3 4 2：1 產(chǎn)物無污染 N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g）H=-641.75kJ/mol 2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-

【解析】

(1) 根據(jù)化合價升降法配平；還原劑對應的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，氧化劑對應的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物；反應的產(chǎn)物無污染；

(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.7kJ的熱量，則1 molN2H4（l)反應時，釋放641.75kJ的熱量；

(3)根據(jù)總反應式-陽極反應式=陰極電極反應式。

(1) N2O4中的N為+4價，反應時變?yōu)?/span>0價，得到8個電子，作氧化劑，N2H4中N為-2價，反應時變?yōu)?/span>0價，失去4個電子，作還原劑，則得失電子的最小公倍數(shù)為8，即N2O4系數(shù)為1，N2H4系數(shù)為2，根據(jù)原子守恒，氮氣的系數(shù)為3，水的系數(shù)為4，方程式為N2O4 +2N2H4 =3N2 + 4H2O；還原劑對應的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，氧化劑對應的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為2：1；反應的產(chǎn)物無污染；

(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.7kJ的熱量，則1 molN2H4（l)反應時，釋放641.75kJ的熱量，熱方程式為N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g）H=-641.75kJ/mol；

(3)根據(jù)方程式2CO2=2CO+O2，為非自發(fā)的氧化還原反應，則該裝置為電解池，陽極反應式：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O，總反應式為2CO2=2CO+O2，總反應式-陽極反應式=陰極電極反應式，則陰極反應式：2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-。