3.
发射航天火箭常用肼(N
2H
4)与N
2O
4作燃料与助燃剂.
(1)肼(N
2H
4)与N
2O
4的反应为:2N
2H
4(g)+N
2O
4(1)═3N
2(g)+4H
2O(g)△H=-1225kJ•mol
-1已知反应相关的化学键键能数据如表:
化学键 | N-H | N-N | N≡N | O-H |
E/(kJ•mol-1) | 390 | 190 | 946 | 460 |
则使l mol N
2O
4(1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是
(2)N
2O
4与NO
2之间存在反应N
2O
4(g)⇌2NO
2(g).将一定量的N
2O
4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率,[aN
2O
4)]随温度变化如图1所示.
①由图推测该反应△H
0(填“>”或“<”),若要提高N
2O
4的转化率,除改变反应温度外,其它措施有
(要求写出一条).
②图中a点对应温度下,已知N
2O
4的起始压强P
0为108kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数.K
p=
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
③在一定条件下,该反应N
2O
4、NO
2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N
2O
4)=k
1p(N
2O
4),v(NO
2)=k
2p
2(NO
2),其中k
1、k
2是与反应温度有关的常数.相应的速率-压强关系如图2所示,一定温度下,k
1、k
2与平衡常数K
p的关系是k
1=
,在图标出的点中,能表示反应达到平衡状态的点为
.
(3)某科研人员设计如图3甲所示新型燃料电池,已知固体电解质可以传导O
2-,生成物均为无毒无害的物质.将燃料电池的正负两极与装置乙中M、N两惰性电极连接,两极室均可产生乙醛酸(HOOC-CHO).其中M电极区的乙二醛(OHC-CHO)与电极产物发生反应生成乙醛酸.则:
①燃料电池负极的电极反应式为
.
②a极与
(填“M”或“N”)相连,写出N极电极反应式
.
③若有1.5mol H
+通过质子交换膜并完全参与反应,则该装置中生成的乙醛酸为
mol.