Question

【題目】（1）已知在101 kPa時，32.0 g N2H4（液態）在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O，放出熱量624 kJ(25 ℃時)，N2H4完全燃燒的熱化學方程式是__________________。

（2）肼空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼空氣燃料電池放電時：

正極的電極反應式是______________________________________；

負極的電極反應式是______________________________________。

（3）如圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發生的電極反應式是_______________________________。

②假設使用肼空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質量變化為128 g，則肼空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣________L(假設空氣中氧氣體積分數為20%)。

Answer 1

【答案】 N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－624 kJ·mol－1 O2＋2H2O＋4e－===4OH－　 N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 112

【解析】(1)32.0g肼的物質的量為1mol，1molN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣放出熱量624kJ，所以其熱化學反應方程式為：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol，故答案為：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol；

(2)燃料電池中，正極上是氧氣發生得電子的還原反應，在堿性環境下，電極反應式為：2H2O+O2+4e-=4OH-，負極上肼失去電子生成氮氣，電極反應式為N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，故答案為：2H2O+O2+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；

(3)①鋅為陰極，發生還原反應生成銅，電極方程式為Cu2++2e-=Cu，故答案為：Cu2++2e-=Cu；

②電解硫酸銅溶液時，銅電極上銅失電子發生氧化反應，當銅片的質量變化128g，失去電子的物質的量=×2=4mol，1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積==112L，故答案為：112。