Question

（1）肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，在常溫下是一種液態(tài)燃料，可用作火箭燃料．已知在25℃時，101kPa時，1gN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H₂O，放出19.5kJ熱量，表示N₂H₄燃燒熱的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，肼-空氣燃料電池放電時：正極的電極反應(yīng)式：

 

；負極的電極反應(yīng)式：

 

．
（3）如圖是一個電解過程示意圖：
假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質(zhì)量變化為16g，則肼-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣

 

L．（假設(shè)空氣中氧氣體積分數(shù)為20%）

Answer 1

考點：有關(guān)反應(yīng)熱的計算,原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：

分析：（1）1mol肼質(zhì)量為32克，完全燃燒生成液態(tài)水放出19.5kJ×32=624kJ熱量，據(jù)此書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮氣；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算需要空氣的體積．

解答： 解：（1）1mol肼完全燃燒生成液態(tài)水放出19.5kJ×32=624kJ熱量，該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H=-624kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ?mol^-1；
（2）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮氣，電極反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）電解硫酸銅溶液時，銅電極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，當(dāng)銅片的質(zhì)量變化16g，失去電子的物質(zhì)的量=

16g

64g/mol

×2=0.5mol，
1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積=

0.5mol 4 ××22.4L/mol

20%

=14L，
故答案為：14．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫、原電池和電解池原理，明確原電池和電解池中放電順序及串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等即可解答，題目難度中等．