题目内容

【题目】肼(N2H4)是一种无色易溶于水的油状液体,具有碱性和极强的还原性,在工业生产中应用非常广泛。

(1)已知肼的球棍模型如图所示,写出肼的电子式:____________

(2)已知1g肼(N2H4)气体燃烧生成氮气和水蒸气,放出16.7kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:______________

(3)目前正在研发的一-种肼燃料电池的结构如下图所示。

①该电池的负极是______(填“a”或“b”)电极。

②写出正极的电极反应式:_____________

(4)在1L固定体积的容器中加入0.1molN2H4,在303K、Pt催化下发生反应:N2H4(l) N2(g)+2H2(g)。测得容器中与时间关系如下图所示,则0~4min内氮气的平均反应速率v(N2)=______

【答案】 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534.4kJ/mol a O2+4e-+2H2O=4OH- 0.0125mol/(L·min)

【解析】(1)氨分子中氢原子被氨基(-NH2取代后的生成物叫肼,分子中全部为单键(2)正极是氧气得电子发生还原反应,负极肼失电子发生氧化反应(3)在303K , Pt催化下,则发生N2H4(l) N2(g)+2H2(g),设生成氮气的量为xmol,则氢气的量为2mol,此时N2H4(l)的物质的量为(0.1-x)mol ,根据4min 时比值为3,求出x的值,然后根计算

(1)由肼的球棍模型和价键理论可知肼中氮氮原子之间氮氢原子之间都是单键,所以肼的电子式为: 。答案:

(2)已知1g肼(N2H4)气体燃烧生成氮气和水蒸气,放出16.7kJ的热量。则1mol肼(N2H4)气体燃烧生成氮气和水蒸气,放出534.4kJ 的热量,所以肼反应的热化学方程式: N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534.4kJ/mol 。

(2)正极是氧气得电子发生还原反应,负极肼失电子发生氧化反应,所以a电极为电池的负极,因此,答案是:a。

(3)在303K、Pt催化下,则发生N2H4(l) N2(g)+2H2(g),设生成氮气的量为xmol,则氢气的量为2mol,此时N2H4(l)的物质的量为(0.1-x)mol,根据4min时比值为3,所以3x/(0.1-x)=3,则x=0.05mol,,因此,本题正确答案是: 0.0125mol/(L·min)。

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