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燃料在电池中直接氧化而产生电能的装置叫燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池．燃料电池所用燃料可以是氢气，也可以是其他燃料，如甲醇、肼等．肼分子(H2N－NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水，回答下列问题：

(1)利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，请写出该电池反应的电极反应式和总反应式；并指出电解质溶液中，OH－离子向哪极移动；

(2)肼在水中，通常结合一分子水，形成H2N－NH2·H2O，其一级电离与NH3·H2O的电离类似，H2N－NH2·H2O水溶液的碱性可以通过只考虑其一级电离求出，其一级电离的电离常数Kb＝3.0×10－6，为了求浓度为0.1 mol/L肼溶液的OH－浓度，人们常将Kb＝[H2N－NH3+]·[OH－]/[H2N－NH2·H2O]近似为Kb＝[OH－]2/0.1，请给出理由．

(3)肼是强还原剂，与氧化剂反应时放出大量的热，如：

N2H4(l)＋2H2O2(l)＝N2(g)＋4H2O(g)　　ΔH＝－642.2 kJ·mol－1，因此肼可以作为火箭推进剂．根据该反应，你认为是否可以通过改变反应条件，由N2和水来制取N2H4，若能指出可能的反应条件；若不能请指出原因．

答案：
解析：

　　(1)正极：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－(2分)

　　负极：H2N－NH2＋4OH－－4e－＝N2＋4H2O(2分)

　　H2N－NH2＋O2＝N2＋2H2O(2分)　正极(1分);

　　(2)因为H2N－NH2·H2O的电离以一级电离为主，电离常数较小，电离生成的OH－和H2N－NH3+的浓度几乎相等，但是与未电离的剩余H2N－NH2·H2O分子相比，浓度小得多，可以忽略(3分);

　　(3)不能；由于该反应放出大量的热，其逆反应需要吸收大量的热，即逆反应的ΔH是很大的正值，且由N2和水蒸气生成肼和双氧水是熵减小的，因此反应：N2(g)＋4H2O(g)＝N2H4(l)＋2H2O2(l)的ΔH－TΔS总是大于零，说明该反应不能自发进行，故不能用N2和水来制取N2H4．(2分)


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科学家预言，燃料电池是21世纪获得电能的重要途径．一种甲烷燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过．其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

(1)Pt(a)电极是电池的________极，其电极反应式为________．

Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，其电极反应式为________．

(2)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗CH4的物质的量为________mol．

(3)25℃、101 kPa时，若CH4在氧气中直接燃烧生成1 mol水蒸气放热401 kJ，写出该反应的热化学方程式________；若lg水蒸气转化成液态水放热2.445 kJ，则CH4的燃烧热为________kJ/mol．

科学家预言，燃料电池是21 世纪获得电能的重要途径。一种甲烷燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下
请回答下列问题：
(1)Pt(a)电极是电池的_____极，其电极反应式为_________________。Pt(b)电极发生____（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式为_______________。
(2)如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗CH4的物质的量为_______mol。
(3)25℃、101 kPa时，若CH4在氧气中直接燃烧生成1 mol 水蒸气放热401kJ，写出该反应的热化学方程式：________________；若1 g水蒸气转化成液态水放热2. 445 kJ，则CH4的燃烧热为_________kJ/mol。

（10分）燃料在电池中直接氧化而产生电能的装置叫燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢气，也可以是其它燃料，如甲醇、肼等。肼分子（NH2－NH2）可以在氧气中燃烧生成氮气和水，回答下列问题：

（1）利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，请写出该电池负极的电极反应式：

                                                   ，并指出电解质溶液中OH-离子向           极移动。

（2）用电离方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因                            ；

（3）肼是强还原剂，与氧化剂反应时放出大量的热，如：

N2H4(l)＋2H2O2(l)＝N2(g)+4H2O(g)           △H＝－642.2 kJ/mol

因此，肼可以作为火箭推进剂。根据以上信息，你认为是否可以通过改变反应条件，由氮气和水蒸气来制取肼                ，说明原因                 。

（11分）燃料在电池中直接氧化而产生电能的装置叫燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢气，也可以是其它燃料，如甲醇、肼等。肼分子（NH2－NH2）可以在氧气中燃烧生成氮气和水，回答下列问题：

（1）利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，请写出该电池负极的电极反应式：

                                                    ，并指出电解质溶液中OH-离子向      极移动。

（2）用电离方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因                                 ；

（3）肼是强还原剂，与氧化剂反应时放出大量的热，如：

N2H4(l)＋2H2O2(l)＝N2(g)+4H2O(g)       △H＝－642.2 kJ/mol

因此，肼可以作为火箭推进剂。根据以上信息，你认为是否可以通过改变反应条件，由氮气和水蒸气来制取肼            ，说明原因                                                                                                                                                                                              。

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