Question

【題目】（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，32.0g N2H4 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__________________________________________；

總電極反應方程式是__________________________________________。

（3）以Zn做負極，Cu做正極，電解CuSO4溶液。

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128g，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

【答案】 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =－624 kJ/mol O2+2H2O+4e－=4OH－ N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑ O2+N2H4=2H2O+N2↑ Cu2++2e－=Cu 112 ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O

【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；（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：O2+2H2O+4e－=4OH－，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↑，則總電極反應方程式是O2+N2H4=2H2O+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；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O2+N2H4=2H2O+N2↑，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；（4）NaClO氧化NH3可以制得肼的離子方程式為：ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O。