Question

【題目】2005年10月12日北京時間上午9時，中國酒泉衛星發射中心成功將“神舟6號”飛船送入太空，這一壯舉又一次受到世界關注．火箭推進器中有強還原劑液體肼（N2H4）和強氧化劑液態雙氧水．當它們混合時，即產生大量氮氣和水蒸氣并放出大量熱．已知：0.4mol液態肼與足量的液態雙氧水反應生成氮氣和水蒸氣，放出256.652kJ的熱量．
（1）反應的熱化學方程
（2）又已知H2O（l）=H2O（g）△H=44kJ．mol﹣1 ． 則16g液態肼與足量的液態雙氧水反應生成氮氣和液態水時放出的熱量是kJ．
（3）此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外還有一個很大優點是 ．
（4）燃料電池在航天器得到大量應用；科研人員新近開發出一種由甲醇、氧氣以及強堿作電解質溶液的新型手機電池，充電一次可供手機連續使用一個月，據此請回答以下問題：
①甲醇是極，電極反應
②電池反應的離子方程式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣641.63kJ/mol
（2）408.815
（3）產物無污染
（4）負,CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O,2CH3OH+3O2+4OH﹣═2CO32﹣+6H2O
【解析】解：（1）反應方程式為：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4mol液態肼放出256.652KJ的熱量，則1mol液態肼放出的熱量為 =641.63kJ，

所以反應的熱化學方程式為：N2H4（g）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=﹣641.63kJ/mol；
（2）①N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=﹣641.63kJ/mol；

②H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44kJ/mol；

依據蓋斯定律①+②×4得到：N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（l）；△H=﹣817.63kJ/mol；

熱化學方程式中32g全部反應放熱817.63kJ，16g液態肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態水時，放出的熱量為：817.63kJ× =408.815kJ；
（3）還原劑肼（N2H4）和強氧化劑H2O2，當它們混合時，即產生大量的氮氣和水蒸氣，除釋放大量熱量和快速產生大量氣體外，還有很突出的優點是，產物為氮氣和水，清潔無污染；
（4）CH3OH和O2在電池中，肯定是O2氧化CH3OH，CH3OH是負極反應物，O2是正極反應物．CH3OH被氧化生成CO2和H2O，電解質溶液中有強堿（OH﹣），CO2要轉化CO32﹣．

①甲醇是負極，電極反應式為：CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O；

②CH3OH被氧化生成CO2和H2O，電解質溶液中有強堿（OH﹣），則CO2要轉化CO32﹣，電池反應為：2CH3OH+3O2+4OH﹣═2CO32﹣+6H2O；
故答案為：（1）N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣641.63kJ/mol；（2）408.815；（3）產物無污染；（4）①負；CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O；②2CH3OH+3O2+4OH﹣═2CO32﹣+6H2O．
（1）根據題干信息確定1mol物質燃燒放出的熱量，再得出反應的熱化學方程式；
（2）根據蓋斯定律確定反應放出的熱量；
（3）燃燒產物是水和氮氣，對大氣無污染；
（4）在燃料電池中，燃料作為負極反應物，發生氧化反應；根據化合價變化確定得失電子數，再根據電荷守恒、原子守恒進行配平。