题目内容
(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,32.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4的燃烧热化学方程式是 .
(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:负极的电极反应式是 .
(3)电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-
2PbSO4+2H2O,充电时:阳极反应式: ;用此装置电解水和重水(D2O)组成的混合液(两电极均是Pt),通电一段时间后,在两极共收集到33.6L(标准状况)气体,总质量为18.5g,则混合气体中H原子和D原子个数之比: .
(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:负极的电极反应式是
(3)电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-
放电 |
充电 |
考点:化学电源新型电池,热化学方程式
专题:化学反应中的能量变化,电化学专题
分析:(1)32.0g N2H4的物质的量=
=1mol,1mol肼完全燃烧生成液态水放出624kJ热量,据此书写热化学反应方程式;
(2)肼-氧气碱性燃料电池中,负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气;
(3)根据电池反应式知,阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应;33.6L(标准状况)气体的物质的量=
=1.5mol,阴阳极上气体的物质的量之比为2:1,所以氧气的物质的量为0.5mol,H2和D2的物质的量之和为1mol,利用质量计算混合气体中H原子和D原子个数之比.
32g |
32g/mol |
(2)肼-氧气碱性燃料电池中,负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气;
(3)根据电池反应式知,阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应;33.6L(标准状况)气体的物质的量=
33.6L |
22.4L/mol |
解答:
解:(1)32.0g N2H4的物质的量=
=1mol,1mol肼完全燃烧生成液态水放出624kJ热量,该热化学反应方程式为N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1)△H=-624kJ/mol,故答案为:N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1)△H=-624kJ/mol;
(2)肼-氧气碱性燃料电池中,负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑,故答案为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑;
(3)据电池反应式知,阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+,33.6L(标准状况)气体的物质的量=
=1.5mol,阴阳极上气体的物质的量之比为2:1,所以氧气的物质的量为0.5mol,H2和D2的物质的量之和为1mol,设H2和D2的物质的量分别是xmol、(1-x)mol,H2和D2的质量之和=2xg+4(1-x)g=18.5g-0.5mol×32g/mol=2.5g,x=0.75,所以H2和D2的物质的量分别是0.75mol、0.25mol,二者都是双原子分子,其物质的量之比等于分子数之比等于原子个数之比,所以混合气体中H原子和D原子个数之比=0.75mol:0.25mol=3:1,
故答案为:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+;3:1.
32g |
32g/mol |
(2)肼-氧气碱性燃料电池中,负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑,故答案为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑;
(3)据电池反应式知,阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+,33.6L(标准状况)气体的物质的量=
33.6L |
22.4L/mol |
故答案为:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+;3:1.
点评:本题考查了原电池和电解池原理及物质的量的计算,根据各个电极上得失电子书写电极反应,再结合电极反应式进行有关计算,题目难度中等.
练习册系列答案
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现有①Al2(SO4)3 ②Cu(NO3)2 ③Ba(OH)2 ④NH4Cl ⑤NaNO3五种溶液,不用其它试剂能将一一鉴别出来的顺序是( )
A、①②③④⑤ |
B、②③④①⑤ |
C、②④③①⑤ |
D、②⑤③①④ |
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A、白色沉淀都是BaSO3 |
B、①白色沉淀是BaSO3和S,②是BaSO3 |
C、①白色沉淀是BaSO4,②是BaSO3 |
D、①白色沉淀是FeSO3,②是BaSO3 |