Question

【题目】（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，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kJ（25℃时），则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128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气__________L（假设空气中氧气体积含量为20%）

Answer 1

【答案】N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O（1）；△H=－624kJ/mol O2+2H2O+4e－=4OH－ N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑ Cu2++2e－=Cu 112

【解析】

（1）根据肼和反应热的关系计算出其燃烧热，并写出其相应的热化学方程式；

（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；

（3）①电解池的负极上是阳离子发生得电子的还原反应；②根据电极反应，结合电子守恒和空气的组成情况来回答。

（1））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。