Question

（9分）（1）肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，在常溫下是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在101kPa時，1gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O，放出19.5kJ熱量(25℃時)，表示N2H4燃燒熱的熱化學方程式是____________________________________________________。

（2）肼－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時：正極的電極反應式：__________________；負極的電極反應式：_______________。

（3）下圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應式是：_____________________________。

②假設使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質量變化為128g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣________L(假設空氣中氧氣體積分數(shù)為20%)。

 

Answer 1

(1)N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH=－624 kJ·mol-1 (2分)

(2)O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ (2分) N2H4＋4OH－－4e－＝4H2O＋N2↑ (2分)

(3)①Cu2＋＋2e－＝Cu (1分) ②112 (2分)

【解析】

試題分析：（1）1gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O，放出19.5kJ熱量(25℃時)，則1molN2H4即32g在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O，放出19.5kJ×32＝624 kJ熱量，因此表示N2H4燃燒熱的熱化學方程式是N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH=－624 kJ·mol-1。

（2）原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應，正極得到電子發(fā)生還原反應，因此該原電池中正極反應式為O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，負極是肼失去電子，電極反應式為N2H4＋4OH－－4e－＝4H2O＋N2↑。

（3）①鋅與電源的負極相連，作陰極，溶液中的銅離子放電，電極反應式為Cu2＋＋2e－＝Cu。

②銅片質量變化為128g，即電解128g銅時失去電子的物質的量是×2＝4mol，因此根據電子得失守恒可知消耗氧氣的物質的量是1mol，在標準狀況下的體積是22.4L，所以需要空氣的體積是22.4L×5＝112L。

考點：考查熱化學方程式書寫以及電化學原理的應用