Question

（12分）（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），N2H4完全燃燒反應(yīng)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)式是 。

負(fù)極的電極反應(yīng)式是 。

（3）下圖是一個電化學(xué)過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)是 。

②假設(shè)使用肼 空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質(zhì)量變化128g，則肼 空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣 　　 L（假設(shè)空氣中氧氣體積含量為20%）

（4）傳統(tǒng)制備肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。該反應(yīng)的離子方

程式是 。

 

Answer 1

（12分，每空2分）

（1）N2H4(1)+O2(g) N2(g)+2H2O(l) △H=－624.0kJ/mol

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

（3）①Cu2++2 e－ Cu ②112

（4）ClO－+2NH3 N2H4+Cl－+H2O

【解析】

試題分析：（1）32.0gN2H4的物質(zhì)的量是1mol，所以1molN2H4完全燃燒生成氮氣和液態(tài)水放出的熱量是624kJ，則N2H4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是N2H4(1)+O2(g) N2(g)+2H2O(l) △H=－624.0kJ/mol；

（2）燃料電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，元素的化合價降低，所以是氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液，正極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2 +4e－+2H2O 4OH－，負(fù)極則是燃料發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)（1）判斷N2H4的氧化產(chǎn)物是氮氣，所以負(fù)極反應(yīng)式為N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑；

（3）①該裝置是電解池裝置，Zn是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，所以是銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2++2 e－ Cu；

②銅片作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以Cu片逐漸溶解，質(zhì)量減少128g，即Cu的物質(zhì)的量減少2mol，失去電子4mol，根據(jù)整個過程滿足得失電子守恒規(guī)律，所以氧氣得電子的物質(zhì)的量也是4mol，根據(jù)O2 +4e－+2H2O 4OH－，得需要氧氣得物質(zhì)的量是1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是22.4L，空氣中氧氣體積含量為20%，所以需要空氣的體積是22.4L/20%=112L；

（4）NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液，則Cl元素被還原為氯離子，根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物中還有水生成，離子方程式為ClO－+2NH3 N2H4+Cl－+H2O。

考點：考查熱化學(xué)方程式的書寫，電化學(xué)理論的應(yīng)用