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)①Cu2＋＋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Cu2＋＋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