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,16.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量312kJ(25℃时),写出表示N2H4燃烧热的热化学方程式                              。

(2)甲烷----氧气燃料电池以20%~30%的KOH溶液为电解质溶液。

正极的电极反应式是                                           。

负极的电极反应式是                                           。

(3)右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%)

(1)N2H4(l)+O2(g) == N2(g)+2H2O(g) ;△H=-624 kJ/mol

(2)2O2+4H2O+8e==8OH-    CH4+10OH-—8e==CO32-+7H2O

(3)Cu2++2e=Cu       112L


解析:

(1)将两个方程式叠加后整理可得肼完全燃烧的热化学方程式N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=—534kJ/mol;(2)电池放电时,正极发生还原反应,即O2被还原,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,工作时,不断有水生成,即KOH溶液浓度减小,pH减小。 (3)A粗铜与电源的正极相连,电解池工作时,A及溶解,B纯铜与电源的负极相连,电解池工作时,B极析出铜,故实际意义为精炼粗铜;B极增重10.8g,即析出0.1molAg,转移电子0.1mol,根据电子得失守恒,1molN2H4燃烧生成N2时,失去4mole-,故燃料电池理论上消耗0.025molN2H4。(4)肼相当于两个氨气,故发生电离时有两级电离,即N2H4+H2O N2H+5+OH-;N2H+5+H2O N2H+6+OH-;(5)HCl溶液与N2H4·H2O反应生成盐,发生水解,促进水的电离,故混合溶液中由水电离出的c(H+)大于0.1mol/LHCl溶液中由水电离出的c(H+);(6)常温下,若将0.2mol/L N2H4·H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合时,N2H4·H2O溶液过量,且电离大于水解,故离子浓度南大到小的顺序为c(N2H+5)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。

练习册系列答案
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氢、氮、氧三种元素可以分别两两组成如氮氧化物、氮氢化物和氢氧化物等,科学家们已经研究和利用其特殊性质开发其特有的功能.
(1)肼(N2H4)的制备方法之一是将NaClO溶液和NH3反应制得,试写出该反应的化学方程式
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
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(2)肼可作为火箭发动机的燃料,NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气.
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g);△H=+67.7kJ?mol-1 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g);△H=-534kJ?mol-1
写出肼和NO2反应的热化学方程式:
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1135.7kJ?mol-1;
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1135.7kJ?mol-1;
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(3)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的氢氧化钾溶液,反应生成N2和水蒸气.该电池放电时,负极的电极反应式为
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
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(4)某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响,实验结果如图1、图2所示                              
注:以上实验均在温度为20℃、w(H2O2)=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg?L-1的条件下进行.图中曲线a:H2O2;b:H2O2+Cu2+; c:H2O2+Fe2+;   d:H2O2+Zn2+;e:H2O2+Mn2+;图10中曲线f:反应时间为1h;g:反应时间为2h;两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关).
由上述信息可知,下列叙述错误的是
B
B
(填序号).
A.锰离子能使该降解反应速率减缓
B.亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C.海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D.一定条件下,铜离子浓度一定时,反应时间越长,海藻酸钠溶液浓度越小.
(2012?江苏一模)氢、氮、氧三种元素可以分别两两组成如氮氧化物、氮氢化物和氢氧化物等,科学家们已经研究和利用其特殊性质开发其特有的功能.
(1)肼(N2H4)的制备方法之一是将NaClO溶液和NH3反应制得,试写出该反应的化学方程式
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
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(2)肼可作为火箭发动机的燃料,NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气.
N2+2O2(g)=2NO2(g);△H=+67.7kJ?mol-1
N2H4+O2(g)=N2(g)+2H2O(g);△H=-534kJ?mol-1
写出肼和NO2反应的热化学方程式:
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1135.7kJ?mol-1
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1135.7kJ?mol-1
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(3)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的氢氧化钾溶液.该电池放电时,负极的电极反应式为
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
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(4)过氧化氢的制备方法很多,下列方法中原子利用率最高的是
D
D
(填序号).
A.BaO2+H2SO4═BaSO4↓+H2O2
B.2NH4HSO4
 电解 
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(NH4)2S2O8+H2↑;(NH4)2S2O8+2H2O═2NH4HSO4+H2O2
C.CH3CHOHCH3+O2→CH3COCH3+H2O2
D.乙基蒽醌法见图1
(5)根据本题(4)中B选项的方法,若要制得1mol H2O2,电解时转移电子数为
2NA
2NA
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(6)某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响,实验结果如图2、图3所示.

注:以上实验均在温度为20℃、w(H2O2)=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg?L-1的条件下进行.图2中曲线a:H2O2;b:H2O2+Cu2+;c:H2O2+Fe2+;d:H2O2+Zn2+;e:H2O2+Mn2+;图3中曲线f:反应时间为1h;g:反应时间为2h;两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关).
由上述信息可知,下列叙述错误的是
B
B
(填序号).
A.锰离子能使该降解反应速率减缓
B.亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C.海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D.一定条件下,铜离子浓度一定时,反应时间越长,海藻酸钠溶液浓度越小.

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