Question

我國航天技術(shù)已經(jīng)走在了世界前列．請(qǐng)回答下列與航天技術(shù)有關(guān)的試題：
（1）在發(fā)射“神舟”七號(hào)的火箭推進(jìn)器中裝有肼（N₂H₄）和過氧化氫，當(dāng)兩者混合時(shí)即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱．已知：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6kJ/molH₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol若用6.4g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水，則整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為

 

，放出的熱量為

 

．
（2）我國“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭一級(jí)推進(jìn)劑也采用四氧化二氮作為氧化劑，燃料是液態(tài)偏二甲肼（C₂H₈N₂），火箭起飛時(shí)的反應(yīng)產(chǎn)物都是無毒的氣體．請(qǐng)你寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．請(qǐng)你解釋火箭上升過程中“尾巴”是紅棕色的原因：

 

．
（3）未來的“神舟”八號(hào)將組建成中國的空間站，屆時(shí)空間站需要再生性的燃料電池．這種電池的基本原理是有太陽光時(shí)利用太陽能電池板收集的電能將水電解（2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑），沒有太陽光時(shí)利用燃料
（H₂）、氧化劑（O₂）構(gòu)成原電池，提供電能．若用KOH濃溶液作為電解液，請(qǐng)寫出該原電池負(fù)極的反應(yīng)式：

 

．
（4）飛船或空間站中的宇航員新陳代謝的氣體是二氧化碳、水蒸氣，而呼吸需要的則是氧氣．請(qǐng)你利用自己所學(xué)的化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠循環(huán)處理飛船或空間站內(nèi)氣體的方法 （寫出化學(xué)方程式即可）：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律計(jì)算分析得到熱化學(xué)方程式，然后求出放出的熱量；依據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化分析計(jì)算氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移；
（2）偏二甲肼在點(diǎn)燃的條件下與四氧化二氮反應(yīng)，生成氮?dú)�、水和二氧化碳；四氧化二氮分解產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮；
（3）KOH溶液為電解液的氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；
（4）利用Na₂O₂與二氧化碳、水蒸氣反應(yīng)生成氧氣的原理可以處理飛船或空間站中人體新陳代謝產(chǎn)生的“廢氣”．

解答： 解：（1）由蓋斯定律可知，液態(tài)肼與過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水的熱化學(xué)方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.6 kJ?mol^-1，故0.2 mol液態(tài)肼放出的熱量為0.2 mol×817.6 kJ/mol=163.5 kJ；依據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化可知，N₂H₄～N₂～4e^-；6.4g液態(tài)肼物質(zhì)的量=

6.4g

32g/mol

=0.2mol，依據(jù)電子守恒計(jì)算得到轉(zhuǎn)移電子為0.8mol，
故答案為：0.8mol；163.5 kJ；
（2）偏二甲肼在點(diǎn)燃的條件下與四氧化二氮反應(yīng)，生成氮?dú)狻⑺�和二氧化碳，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：C₂H₈N₂+2N₂O₄

點(diǎn)燃  .

3N₂+4H₂O+2CO₂；火箭上升過程中，泄漏出的四氧化二氮分解產(chǎn)生二氧化氮，紅棕色即為二氧化氮的顏色；
故答案為：C₂H₈N₂+2N₂O₄

點(diǎn)燃  .

3N₂+4H₂O+2CO₂；四氧化二氮分解產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮；
（3）KOH溶液為電解液的氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
（4）根據(jù)過氧化鈉能與二氧化碳、水反應(yīng)生成氧氣，處理了飛船或空間站中人體新陳代謝產(chǎn)生的“廢氣”，方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂；
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移、原電池的工作原理等，題目難度中等．