Question

2（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，32gN₂H₄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   ．

（3）如图是一个电化学过程示意图．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，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气   L（假设空气中氧气体积含量为20%）

Answer 1

考点：  电解原理；热化学方程式；原电池和电解池的工作原理．

分析：  （1）根据肼和反应热的关系计算出其燃烧热，并写出其相应的热化学方程式；

（2）燃料电池中，负极上投放的是燃料，负极上燃料失电子发生氧化反应；

（3）根据转移电子相等计算需要空气的体积．

解答：  解：（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，

故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=﹣624KJ/mol；

（2）燃料电池中，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↑，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：2H₂O+O₂+4e^﹣=4OH^﹣，故答案为：2H₂O+O₂+4e^﹣=4OH^﹣；N₂H₄+4OH^﹣﹣4e^﹣=4H₂O+N₂↑；

（3）若X、Y分别为石墨和铜，a为CuSO₄溶液，电解硫酸铜溶液时，铜电极上铜失电子发生氧化反应，当铜片的质量变化128g，失去电子的物质的量=，

1mol氧气生成﹣2价氧元素得到4mol电子，则需要空气的体积==112L，

故答案为：112．

点评：  本题考查了盖斯定律、原电池和电解池原理，明确原电池和电解池中放电顺序及串联电路中转移电子数相等即可解答，难度中等．