Question

（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(xué)方程式是____________________________________________________。

（2）肼－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)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(yīng)式：__________________________；

負(fù)極的電極反應(yīng)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(yīng)式是：_____________________________。

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

Answer 1

【知識點】本題考查各種分類方式相關(guān)知識

【答案】(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)①Cu^2＋＋2e^－=Cu  (1分)  ②112  (2分)

 解析（1））1gN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H₂O，放出19.5kJ熱量，32.0g肼的物質(zhì)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(xué)反應(yīng)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(fù)極上投放的是燃料，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下的反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)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(fù)極上是陽離子銅離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；②銅片上的電極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu，Cu的質(zhì)量變化128g，根據(jù)電極反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子為4mol，根據(jù)反應(yīng)N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子4mol時，消耗氧氣的物質(zhì)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；

【思路點撥】本題是一道有關(guān)熱化學(xué)和電化學(xué)知識的綜合考察知識題目，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度中等