Question

（1）肼（N₂H₄）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：負極的電極反應式是：

 

．
（3）使用肼-空氣燃料電池作為電源，以銅片作陽極電解CuSO₄溶液，電極質量變化128g，則肼一空氣燃料電池理論上消耗標標準狀況下的空氣

 

 L（假設空氣中氧氣體積含量為20%）．

Answer 1

考點：化學電源新型電池,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化

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）根據轉移電子相等計算需要空氣的體積．

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↑，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）若X、Y分別為石墨和銅，a為CuSO₄溶液，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=

128g

64g/mol

，
1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積=

4mol 4 ×22.4L/mol

20%

=112L，
故答案為：112．

點評：本題考查了蓋斯定律、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電路中轉移電子數相等即可解答，難度中等．