Question

（1）肼（N₂H₄）又稱聯氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．已知在101kPa時，32.0gN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣，放出熱量624kJ（25℃時），N₂H₄完全燃燒反應的熱化學方程式是

 

．
（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）如圖是一個電化學過程示意圖．
①鋅片上發生的電極反應是

 

；
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128g，則肼一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含量為20%）
（4）傳統制備肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液．該反應的離子方程式是：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據肼和反應熱的關系計算出其燃燒熱，并寫出其相應的熱化學方程式；
（2）燃料電池中，負極上投放的是燃料，負極上燃料失電子發生氧化反應；
（3）①電解池的負極上是陽離子發生得電子的還原反應；
②根據電極反應，結合電子守恒和空氣的組成情況來回答；
③NaClO氧化NH₃可以制得肼，還生成氯化鈉．

解答：解：（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，負極上投放的是燃料，負極上燃料失電子發生氧化反應，在堿性環境下的反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，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^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）①電解池的負極上是陽離子銅離子發生得電子的還原反應，即Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②銅片上的電極反應為：Cu-2e^-=Cu，Cu的質量變化128g，根據電極反應，轉移電子為4mol，根據反應N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O，當轉移電子4mol時，消耗氧氣的物質的量是1mol，氧氣的體積是空氣體積的五分之一，所以消耗空氣的體積是5mol，即112L，
故答案為：112；
（4）NaClO氧化NH₃可以制得肼的離子方程式為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O，
故答案為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O．

點評：本題是一道有關熱化學和電化學知識的綜合考察知識題目，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度不大．