Question

【題目】（1）肼（N2H4）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在101kPa時，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水，放出熱量624kJ（25℃時），則N2H4完全燃燒反應的熱化學方程式是___________________________________________________。

（2）肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是30%的KOH溶液。肼—空氣燃料電池放電時：正極的電極反應式是______________________________。負極的電極反應式是_____________________________。

（3）下圖是一個電化學過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應是___________________。

②假設使用肼—空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質量變化128g，則肼一空氣燃料電池理論上消耗標標準狀況下的空氣__________L（假設空氣中氧氣體積含量為20%）

Answer 1

【答案】N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O（1）；△H=－624kJ/mol O2+2H2O+4e－=4OH－ N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑ Cu2++2e－=Cu 112

【解析】

（1）根據(jù)肼和反應熱的關系計算出其燃燒熱，并寫出其相應的熱化學方程式；

（2）燃料電池中，負極上投放的是燃料，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應；

（3）①電解池的負極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應；②根據(jù)電極反應，結合電子守恒和空氣的組成情況來回答。

（1））32.0g肼的物質的量為1mol，1molN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣放出熱量624kJ，所以其熱化學反應方程式為：N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol，故答案為：N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol；

（2）燃料電池中，負極上投放的是燃料，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，在堿性環(huán)境下的反應式為：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應，在堿性環(huán)境下，電極反應式為：2H2O+O2+4e-=4OH-，故答案為：2H2O+O2+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-

=4H2O+N2↑；

（3）①電解池的負極上是陽離子銅離子發(fā)生得電子的還原反應，即Cu2++2e-=Cu，故答案為：Cu2++2e-=Cu；

②銅片上的電極反應為：Cu-2e-=Cu，Cu的質量變化128g，根據(jù)電極反應，轉移電子為4mol，根據(jù)反應N2H4+O2=N2+2H2O，當轉移電子4mol時，消耗氧氣的物質的量是1mol，氧氣的體積是空氣體積的五分之一，所以消耗空氣的體積是5mol，即112L，故答案為：112。