Question

【題目】（1）合成氨反應的熱化學方程式：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol－1

已知合成氨反應是一個反應物不能完全轉化為生成物的反應，在某一定條件下，N2的轉化率僅為10%，要想通過該反應得到92.2 kJ的熱量，則在反應混合物中要投放N2的物質的量的取值范圍為________mol。

（2）肼(N2H4)－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：負極的電極反應式：__________，正極的電極反應式：__________。

（3）如圖是一個電解過程示意圖。

鋅片上發生的電極反應式是：_______________

②假設使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，鋅片質量變化為64 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】（1）大于10；

（2）N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，O2＋4e－＋2H2O===4OH－；

（3）①Cu2＋＋2e－===Cu；②56。

【解析】

試題分析：（1）此反應是可逆反應，消耗1molN2，放出的熱量為92.2kJ，則投入量為N2為10mol，因此投入量至少為10mol；（2）燃料電池中，燃料在負極上失電子，空氣在正極上得電子，N2H4＋O2=N2＋2H2O，負極反應式：N2H4＋OH－－4e－=N2↑＋4H2O；正極反應式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；（3）①鋅連接電源的負極，作陰極，根據電解原理，鋅電極上的反應式：Cu2＋＋2e－=Cu；②鋅片質量變化為64g，說明產生銅64g，轉移電子為64×2/64mol=2mol，根據得失電子數目守恒，消耗氧氣的物質的量為0.5mol，則消耗空氣的物質的量為0.5/20%mol=2.5mol，即空氣體積為2.5×22.4L=56L。