Question

3．（1）化學鍵的鍵能是指氣態原子間形成1mol化學鍵時釋放的能量．下表列出了某些化學鍵的鍵能：

化學鍵	H-H	O═O	O-H
鍵能 （kJ•mol-1）	436	x	463

請回答下列問題：
①如圖表示某反應的能量變化關系圖，此反應為放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應，其中△H=C-DkJ•mol^-1（用含C和D的字母表示）．
②若此能量變化關系圖表示反應H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，則B=926kJ•mol^-1，x=496.4
（2）①火箭發射常以液態肼（N₂H₄）為燃料，液態過氧化氫為助燃劑．已知：
N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=-534kJ•mol^-1
H₂O₂（l）═H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g），△H=-98kJ•mol^-1
H₂O（l）═H₂O（g），△H=+44kJ•mol^-1
試寫出N₂H₄和液態H₂O₂反應生成氣態水的熱化學方程式N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ•mol^-1．
②肼（N₂H₄）-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．該電池放電時，負極的電極反應式是N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂．

Answer 1

分析 （1）①從反應物和生成物能量大小分析；△H=-（反應物總能量-生成物總能量）；
②△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和，鍵能和等于其活化能；
（2）①根據蓋斯定律，將所給的反應通過加減乘除得到所要求的目標反應，反應熱做相應的變化即可；
②肼-空氣燃料電池放電時，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成H₂O和氮氣，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，據此分析解答．

解答 解：（1）①反應物能量高于生成物，正反應放熱；△H=-（反應物總能量-生成物總能量）=-（D-C）KJ/mol=（C-D）KJ/mol，
故答案為：放熱；（C-D）；
②B表示1mol水的鍵能，為2×463KJ/mol=926KJ/mol；△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和=436KJ/mol+$\frac{1}{2}$xKJ/mol-2×463KJ/mol=-241.8KJ/mol，x=496.4KJ/mol，
故答案為：926；496.4；
（2）①N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=-534kJ•mol^-1①
H₂O₂（l）═H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g），△H=-98kJ•mol^-1②
H₂O（l）═H₂O（g），△H=+44kJ•mol^-1③
將①+2②+4③可得：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=（-534kJ•mol^-1）+2×（-98kJ•mol^-1）+4×（+44kJ•mol^-1）=-642 kJ•mol^-1
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642 kJ•mol^-1；
②肼-空氣燃料電池放電時，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成H₂O和氮氣，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂．

點評 本題考查電極反應式的書寫、蓋斯定律的運用，明確各個電極上發生的反應是解本題關鍵，注意要結合電解質溶液酸堿性書寫電極反應式，為考查重點．