Question

Ⅰ我国用于发射“嫦娥二号”的长三丙火箭的燃料是液态偏二甲肼[（CH3）2NH-NH2]，氧化剂是液态四氧化二氮

Ⅰ我国用于发射“嫦娥二号”的长三丙火箭的燃料是液态偏二甲肼[（CH3）2NH-NH2]，氧化剂是液态四氧化二氮．二者在反应过程中放出大量能量，推动火箭升空，同时生成无毒、无污染的气体．已知：室温下，1g燃料完全燃烧释放出的能量为45kJ．（1）请写出燃料燃烧的热化学方程式______．（2）向火箭注入燃料和氧化剂必须严防外泄，因为______．Ⅱ太阳能电池板面对太阳时，一部分电能直接供给“嫦娥二号”，一部分电能则储存在电池里，供背离太阳时使用．“嫦娥二号”使用的是镍氢电池，电解质溶液显碱性．其反应方程式为：LaNi5+Ni（OH）2充电放电LaNi5H+NiOOH请写出下列电极反应式：（3）放电时，正极______；充电时，阳极______．Ⅲ设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一．有一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子．回答如下问题：（4）以戊烷代表汽油，这个电池的负极发生的反应是______．（5）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油的原因是______．（6）在ZrO2晶体里掺杂Y2O3用Y3+代替晶体里部分的Zr4+固体电解质的导电能力______（填“增强”或“减弱”）．（7）汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生______堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应还需相当长的时间，正是新一代化学家的历史使命．

Answer 1

Ⅰ．（1）1g燃料完全燃烧释放出的能量为45kJ，则

1g

60g/mol

=

45KJ

△H

，则△H=-2700 kJ/mol，其热化学方程式为：C₂H₈N₂（l）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-2700 kJ/mol；
故答案为：C₂H₈N₂（l）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-2700 kJ/mol；
（2）四氧化二氮属于有毒气体，泄漏到空气中会污染空气；
故答案为：反应物有毒、污染环境；
II（3）电池中正极上NiOOH得电子生成Ni（OH）₂，则其电极反应为：NiOOH+H⁺+e^-═Ni（OH）₂；电解时阳极上Ni（OH）₂失电子生成NiOOH，则其电极反应式为：Ni（OH）₂+OH^--e^-═NiOOH+H₂O；
故答案为：NiOOH+H⁺+e^-═Ni（OH）₂；Ni（OH）₂+OH^--e^-═NiOOH+H₂O；
Ⅲ（4）戊烷在负极上失电子生成二氧化碳和水，其电极反应式为：C₅H₁₂+16O^2--32e^-═5CO₂+6H₂O；
故答案为：C₅H₁₂+16O^2--32e^-═5CO₂+6H₂O；
（5）原电池具有能量利用率高的特点，而燃烧时化学能转变为热能和光能，
故答案为：燃料电池具有较高的能量利用率；
（6）为维持电荷平衡，晶体中的O^2-将减少，从而使O^2-得以在电场作用下向负极移动，所以用Y³⁺代替晶体里的部分Zr⁴⁺对提高固体电解质的导电能力有帮助，
故答案为：增强；
（7）烷不完全氧化会生成碳粒，从而堵塞电极的气体通道，
故答案为：碳．