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101 kPa时,32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624 kJ(25 ℃),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是_________________________________。

(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:

正极的电极反应式是____________________________________。

负极的电极反应式是____________________________________。

(3)下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应式是____________________________________。

②假设使用肼-空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化128  g,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含量为20%)。

(4)传统制备肼的方法,是以NaClO氧化NH3制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是____________________________________________。

(1)N2H4(l)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l);ΔH=-624 kJ·mol-1

(2)O2+2H2O+4e-4OH-

N2H4+4OH--4e-4H2O+N2

(3)①Cu2++2e-Cu  ②112

(4)ClO-+2NH3N2H4+Cl-+H2O

解析:本题是热化学方程式和氧化还原反应、原电池、电解池的综合题,这也是高考的热点,考查学生的书写能力、思维能力及计算能力。

思路如下:(1)热化学方程式的书写应注意物质的聚集状态,计量数和反应热数值之间的对应关系,正负号,ΔH的单位;32.0 g N2H4为1 mol,即N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l);ΔH=-624 kJ·mol-1

(2)空气燃料电池工作时,肼应该被氧化,化合价升高转变为氮气,在碱性条件下,H+转变成水,正极O2得电子转变成OH-;即

正极:O2+2H2O+4e-4OH-

负极:N2H4+4OH--4e-4H2O+N2

(3)①是电解池中的电镀池,所以Zn片上发生反应:Cu2++2e-Cu;

由电子守恒可知,128 g Cu是2 mol,对应1 mol O2,所以空气为22.4 L×5=112 L


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