Question

（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

【知识点】本题考查各种分类方式相关知识

【答案】(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（1））1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19.5kJ热量，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）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，故答案为：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N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O，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，故答案为：112；

【思路点拨】本题是一道有关热化学和电化学知识的综合考察知识题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度中等