Question

肼（N₂H₄）又稱聯氨，廣泛用于火箭推進劑、有機合成及燃料電池，NO₂的二聚體N₂O₄則是火箭中常用氧化劑。試回答下列問題

（1）肼燃料電池原理如圖所示，左邊電極上發生的電極反應式為_________。

（2）火箭常用N₂O₄作氧化劑，肼作燃料，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

試寫出氣態肼在氣態四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態水的熱化學方________。

（3）聯氨的工業生產常用氨和次氯酸鈉為原料獲得，寫出反應的離子方程式為_   __。

（4）如圖所示，A是由易導熱材料制成的體積不變的密閉容器，B是一耐化學腐蝕且易于傳熱的體積可變的透明氣囊（體積改變過程中囊體彈力改變忽略不計）。關閉K₂，將各1 mol NO₂通過K₁、K₃分別充入A、B中，反應起始時A、B的體積相同均為a L。

①B中可通過________________判斷可逆反應2NO₂N₂O₄已經達到平衡。

②若打開K₂，平衡后B容器的體積縮至0.4a L，則打開K₂之前，氣球B體積為______L。

③若容器A中到達平衡所需時間t s，達到平衡后容器內壓強為起始壓強的0.8倍，則     平均化學反應速率v(NO₂)等于____________________(用含a、t的代數式表示)。

④若平衡后在A容器中再充入0.5mol NO₂，則重新到達平衡后，平衡混合氣中NO₂的體積分數_______________（填 “變大”“變小”或“不變”）。

Answer 1

（1）N₂H₄－4e^－＋4OH^－＝N₂＋4H₂O

（2）2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)＝3N₂(g)＋4H₂O(g)  △H＝－947.6 kJ· mol^－1

(3) 2NH₃+CIO^-=N₂H₄+Cl^-+H₂O

（4）

①氣囊B的體積不再減小或氣體顏色不再變化（其他合理答案給分）

②0.7L。③  mol·L^-1·s^-1④變小