Question

2013年12月15日4時搭載長征系列火箭的“玉兔號”順利駛抵月球表面，實現(xiàn)了五星紅旗耀月球的創(chuàng)舉．火箭升空需要高能燃料，通常用（N2H4）作為燃料，N₂O₄做氧化劑，請回答下列問題：
（1）工業(yè)上用次氯酸鈉與過量的氨氣反應制備，該反應的化學方程式為

 

（2）已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ?mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ?mol^-1
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ?mol^-1
寫出氣態(tài)在氣態(tài)四氧化氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式：

 

（3）如圖是“玉兔號：中能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用KOH溶液為電解液．若某段時間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，則該段時間內(nèi)氫氧儲罐中可收集到氣體

 

L（折算成標準狀況）；
（4）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除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，同時將CO用作燃料，已知該反應的陽極反應為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，則陰極反應為

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學電源新型電池

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）次氯酸鈉與過量的氨氣反應制備肼，依據(jù)原子守恒寫出化學方程式；
（2）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（3）轉(zhuǎn)移2mol電子，據(jù)電解方程式計算生成氣體體積；
（4）陰極發(fā)生還原反應，CO₂被還原生成CO，總反應式減去陽極反應式得陰極反應式．

解答： 解：（1）次氯酸鈉與過量的氨氣反應制備肼，依據(jù)原子守恒寫出化學方程式為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ?mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ?mol^-1
③2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ?mol^-1
據(jù)蓋斯定律，②×2-（①+③）得到2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1083.0 kJ?mol^-1，
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1083.0 kJ?mol^-1；
（3）電解方程式為2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，轉(zhuǎn)移電子2mol生成1mol氫氣，則生成1mol氫氣和0.5mol氧氣，1.5mol氣體在標準狀況下的體積為33.6L，故答案為：33.6；
（4）總反應式為2CO₂=2CO+O₂，陽極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，總反應式減去陽極反應式得陰極反應式，所以陰極反應為：2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-，
故答案為：2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-．

點評：本題考查了氧化還原反應方程式書寫、蓋斯定律應用、電解計算和電極反應式書寫，注意把握電極方程式的書寫方法，根據(jù)電解方程式判斷生成的氣體的量，題目難度不大．