Question

（1）肼（N₂H₄）又称联氨，在常温下是一种液态燃料，可用作火箭燃料．已知在25℃时，101kPa时，1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19.5kJ热量，表示N₂H₄燃烧热的热化学方程式是

 

．
（2）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，肼-空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：

 

；负极的电极反应式：

 

．
（3）如图是一个电解过程示意图：
假设使用肼-空气燃料电池作为该过程中的电源，铜片质量变化为16g，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

考点：有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,电解原理

专题：

分析：（1）1mol肼质量为32克，完全燃烧生成液态水放出19.5kJ×32=624kJ热量，据此书写热化学反应方程式；
（2）肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气；
（3）根据转移电子相等计算需要空气的体积．

解答： 解：（1）1mol肼完全燃烧生成液态水放出19.5kJ×32=624kJ热量，该热化学反应方程式为N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H=-624kJ/mol，
故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ?mol^-1；
（2）肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正极发生还原反应，电极方程式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）电解硫酸铜溶液时，铜电极上铜失电子发生氧化反应，当铜片的质量变化16g，失去电子的物质的量=

16g

64g/mol

×2=0.5mol，
1mol氧气生成-2价氧元素得到4mol电子，则需要空气的体积=

0.5mol 4 ××22.4L/mol

20%

=14L，
故答案为：14．

点评：本题考查了热化学方程式书写、原电池和电解池原理，明确原电池和电解池中放电顺序及串联电路中转移电子数相等即可解答，题目难度中等．