题目列表(包括答案和解析)
燃料在电池中直接氧化而产生电能的装置叫燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池.燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等.肼分子(H2N-NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水,回答下列问题:
(1)
利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池反应的电极反应式和总反应式;并指出电解质溶液中,OH-离子向哪极移动;(2)肼在水中,通常结合一分子水,形成H2N-NH2·H2O,其一级电离与NH3·H2O的电离类似,H2N-NH2·H2O水溶液的碱性可以通过只考虑其一级电离求出,其一级电离的电离常数Kb=3.0×10-6,为了求浓度为0.1 mol/L肼溶液的OH-浓度,人们常将Kb=[H2N-NH3+]·[OH-]/[H2N-NH2·H2O]近似为Kb=[OH-]2/0.1,请给出理由.
(3)
肼是强还原剂,与氧化剂反应时放出大量的热,如:N2H4(l)
+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642.2 kJ·mol-1,因此肼可以作为火箭推进剂.根据该反应,你认为是否可以通过改变反应条件,由N2和水来制取N2H4,若能指出可能的反应条件;若不能请指出原因.(11分)利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是甲烷、甲醇、肼、氨等。肼分子(H2N-NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水,回答下列问题:
(1)利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式:
,并指出电解质溶液中OH-离子向 极移动。
若用该燃料电池电解饱和食盐水得C12 7.1g,则需肼 g,若想将电解后饱和食盐水恢复原状,需 。
(2)用电离方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因 ;
(3)天然气有着来源广,污染小的优点,但未能在汽车燃料中推广应用,而其催化氧化产物甲醇却被推广使用,主要是因为 。
(4)如果将燃料改为汽油则为汽油燃料电池,该燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,正是新一代化学家的历史使命。
(5)肼是强还原剂,与氧化剂H2O2反应时可放出大量的热,因此,肼可以作为火箭推进剂。
某些共价键的键能
键 | 键能/kJ?mol-1 | 键 | 键能/kJ?mol-1 | 键 | 键能/kJ?mol-1 |
N-N | 193 | N=N | 418 | N≡N | 946 |
O-O | 142 | O=O | 497 | H-H | 436 |
N-H | 391 | O-H | 463 |
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根据以上信息,试写出肼与H2O2反应的热化学方程式 。
(10分)燃料在电池中直接氧化而产生电能的装置叫燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其它燃料,如甲醇、肼等。肼分子(NH2-NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水,回答下列问题:
(1)利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式:
,并指出电解质溶液中OH-离子向 极移动。
(2)用电离方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因 ;
(3)肼是强还原剂,与氧化剂反应时放出大量的热,如:
N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-642.2 kJ/mol
因此,肼可以作为火箭推进剂。根据以上信息,你认为是否可以通过改变反应条件,由氮气和水蒸气来制取肼 ,说明原因 。
(11分)燃料在电池中直接氧化而产生电能的装置叫燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其它燃料,如甲醇、肼等。肼分子(NH2-NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水,回答下列问题:
(1)利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式:
,并指出电解质溶液中OH-离子向 极移动。
(2)用电离方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因 ;
(3)肼是强还原剂,与氧化剂反应时放出大量的热,如:
N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-642.2 kJ/mol
因此,肼可以作为火箭推进剂。根据以上信息,你认为是否可以通过改变反应条件,由氮气和水蒸气来制取肼 ,说明原因 。
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