Question

【题目】（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0g N2H4 在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是______________________________。

（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：

正极的电极反应式是__________________________________________；

负极的电极反应式是__________________________________________；

总电极反应方程式是__________________________________________。

（3）以Zn做负极，Cu做正极，电解CuSO4溶液。

①锌片上发生的电极反应式是______________________________。

②假设使用肼－空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化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含量为20%）。

（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是_________________________________________。

Answer 1

【答案】 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =－624 kJ/mol O2+2H2O+4e－=4OH－ N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑ O2+N2H4=2H2O+N2↑ Cu2++2e－=Cu 112 ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O

【解析】（1）32.0g肼的物质的量为1mol，1molN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ，所以其热化学反应方程式为：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-624KJ/mol；（2）燃料电池中，正极上是氧气发生得电子的还原反应，在碱性环境下，电极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－，负极上投放的是燃料，负极上燃料失电子发生氧化反应，在碱性环境下的反应式为：N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑，则总电极反应方程式是O2+N2H4=2H2O+N2↑；（3）①电解池的负极上是阳离子铜离子发生得电子的还原反应，即Cu2++2e－=Cu；②铜片上的电极反应为：Cu-2e-=Cu，Cu的质量变化128g，根据电极反应，转移电子为4mol，根据反应O2+N2H4=2H2O+N2↑，当转移电子4mol时，消耗氧气的物质的量是1mol，氧气的体积是空气体积的五分之一，所以消耗空气的体积是5mol，即112L；（4）NaClO氧化NH3可以制得肼的离子方程式为：ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O。