Question

（9分）（1）肼(N₂H₄)又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19.5kJ热量(25℃时)，表示N₂H₄燃烧热的热化学方程式是____________________________________________________。
（2）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：__________________；负极的电极反应式：_______________。
（3）下图是一个电解过程示意图。

①锌片上发生的电极反应式是：_____________________________。
②假设使用肼－空气燃料电池作为该过程中的电源，铜片质量变化为128g，则肼－空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为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)①Cu^2＋＋2e^－＝Cu  (1分) ②112  (2分)

解析试题分析：（1）1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19.5kJ热量(25℃时)，则1molN₂H₄即32g在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19.5kJ×32＝624 kJ热量，因此表示N₂H₄燃烧热的热化学方程式是N₂H₄(l)＋O₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH=－624 kJ·mol^-1。
（2）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，因此该原电池中正极反应式为O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－，负极是肼失去电子，电极反应式为N₂H₄＋4OH^－－4e^－＝4H₂O＋N₂↑。
（3）①锌与电源的负极相连，作阴极，溶液中的铜离子放电，电极反应式为Cu^2＋＋2e^－＝Cu。
②铜片质量变化为128g，即电解128g铜时失去电子的物质的量是×2＝4mol，因此根据电子得失守恒可知消耗氧气的物质的量是1mol，在标准状况下的体积是22.4L，所以需要空气的体积是22.4L×5＝112L。
考点：考查热化学方程式书写以及电化学原理的应用