Question

【题目】（1）合成氨反应的热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol－1

已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应，在某一定条件下，N2的转化率仅为10%，要想通过该反应得到92.2 kJ的热量，则在反应混合物中要投放N2的物质的量的取值范围为________mol。

（2）肼(N2H4)－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：__________，正极的电极反应式：__________。

（3）如图是一个电解过程示意图。

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，锌片质量变化为64 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分数为20%)。

Answer 1

【答案】（1）大于10；

（2）N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，O2＋4e－＋2H2O===4OH－；

（3）①Cu2＋＋2e－===Cu；②56。

【解析】

试题分析：（1）此反应是可逆反应，消耗1molN2，放出的热量为92.2kJ，则投入量为N2为10mol，因此投入量至少为10mol；（2）燃料电池中，燃料在负极上失电子，空气在正极上得电子，N2H4＋O2=N2＋2H2O，负极反应式：N2H4＋OH－－4e－=N2↑＋4H2O；正极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；（3）①锌连接电源的负极，作阴极，根据电解原理，锌电极上的反应式：Cu2＋＋2e－=Cu；②锌片质量变化为64g，说明产生铜64g，转移电子为64×2/64mol=2mol，根据得失电子数目守恒，消耗氧气的物质的量为0.5mol，则消耗空气的物质的量为0.5/20%mol=2.5mol，即空气体积为2.5×22.4L=56L。