Question

【題目】肼(N2H4)具有強(qiáng)還原性，可用作火箭燃料、抗氧劑等。

(1)肼可以由氨氣反應(yīng)制得，已知部分化學(xué)鍵鍵能如下表所示：

化學(xué)鍵	H-H	N≡N	N-H
鍵能/kJ·mol-1	a	b	c

工業(yè)上合成氨的反應(yīng) N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=_____kJ·mol-1．

(2)肼—空氣燃料電池是一種環(huán)保型燃料電池，結(jié)構(gòu)如圖 1 所示

①肼—空氣燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為_____

②全釩液流可充電電池結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，將肼—空氣燃料電池的 A 極與全釩液流可充電電池的 C 極相連，B 極與 D 極相連，寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)____

(3)肼可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕，與使用 Na2SO3 處理水中溶解的 O2 相比，肼的優(yōu)點(diǎn)是_____

Answer 1

【答案】b+3a-6c N2H4+4OH--4e- = N2↑+4H2O VO2++2H++e-=VO2++H2O 用肼處理，不會(huì)產(chǎn)生硫酸鈉電解質(zhì)，避免對(duì)鍋爐造成腐蝕

【解析】

(1)利用反應(yīng)物的總鍵能與生成物的總鍵能之差，可求出工業(yè)上合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的ΔH。

(2)①?gòu)膱D中可以看出，肼—空氣燃料電池中，A為負(fù)極，B為正極，負(fù)極N2H4失電子的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)生成H2O和N2，由此可寫(xiě)出電極反應(yīng)式。

② 肼—空氣燃料電池的 A 極(負(fù)極)與全釩液流可充電電池的 C 極相連，則C極為陰極，B 極(正極)與 D 極(陽(yáng)極)相連，則陰極(C極) VO2+得電子的產(chǎn)物與H+反應(yīng)，生成H2O和VO2+，由此可寫(xiě)出電極反應(yīng)式。

(3)肼處理水中的氧，生成N2和水，而Na2SO3 處理水中溶解的 O2，生成Na2SO4電解質(zhì)，易使鍋爐發(fā)生吸氧腐蝕。

(1) ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能= [(b+3a)-6c] kJ·mol-1 =( b+3a-6c)kJ·mol-1。答案為：b+3a-6c；

(2)①由以上分析可知，肼—空氣燃料電池中，A為負(fù)極，N2H4失電子的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)生成H2O和N2，電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e- = N2↑+4H2O。答案為：N2H4+4OH--4e- = N2↑+4H2O；

②肼—空氣燃料電池中，陰極(C極) VO2+得電子的產(chǎn)物與H+反應(yīng)，生成H2O和VO2+，電極反應(yīng)式為VO2++2H++e- =VO2++H2O。答案為：VO2++2H++e- =VO2++H2O；

(3)肼處理水中的氧，生成N2和水，而Na2SO3處理水中溶解的O2，生成Na2SO4電解質(zhì)，易使鍋爐發(fā)生吸氧腐蝕，從而得出肼的優(yōu)點(diǎn)是用肼處理，不會(huì)產(chǎn)生硫酸鈉電解質(zhì)，避免對(duì)鍋爐造成腐蝕。答案為：用肼處理，不會(huì)產(chǎn)生硫酸鈉電解質(zhì)，避免對(duì)鍋爐造成腐蝕。