Question

【题目】氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：

（1）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4(l) △H1= -19.5kJ·mol-1

②N2H4(l)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1

写出肼和N2O4反应的热化学方程式 ；

（2）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为 。

（3）科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，可供手机连续使用一个月才充一次电，据此请回答以下问题：通入甲醇的是__________极（填正或负），写出该电池的负极反应式_ _。

（4）Zn-MnO2干电池应用广泛，电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。

①该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。

②若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 。

③MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阳极的主要电极反应式是 。 若电解电路中通过4mol电子，标况下产生气体的物质的量为 。

Answer 1

【答案】（1）2N2H4(l) +N2O4(l) = 3N2(g)+4H2O(g)△H= -1048.9kJ·mol-1；

（2）N2H4 -4e-+4OH- =N2+4H2O；

（3）负，CH3OH－6e- +8OH－ = CO32-＋6H2O；

（4）锌，正极；Zn与Cu2+生成Cu，Zn、Cu 形成原电池加快反应速率；

Mn2+- 2e- +2H2O=MnO2+4H+，2mol。

【解析】

试题分析：（1）肼与N2O4的反应是：2N2H4＋N2O4=3N2＋4H2O(g)，2×②－①得到：2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g) △H=2△H2－△H1=－1048.9kJ·mol－1；（2）肼在负极上参加反应，根据②以及环境是碱性，因此电极反应式：N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2O；（3）根据燃料电池，铜甲醇一极为负极，其电极反应式为：CH3OH－6e－ +8OH－ = CO32－＋6H2O；（4）①锌是活泼金属，因此锌为负极，根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极；②锌比铜活泼，锌把铜置换出来，锌、铜电解质溶液构成原电池，加快反应速率；③阳极失电子化合价升高，因此阳极反应式为：Mn2+＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，阴极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，因此通过4mole－，生成氢气物质的量为2mol。