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(yīng)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，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液，肼-空氣燃料電池放電時：負(fù)極的電極反應(yīng)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(zhì)量變化128g，則肼一空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣

 

 L（假設(shè)空氣中氧氣體積含量為20%）．

Answer 1

考點：化學(xué)電源新型電池,熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)肼和反應(yīng)熱的關(guān)系計算出其燃燒熱，并寫出其相應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（2）燃料電池中，負(fù)極上投放的是燃料，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算需要空氣的體積．

解答： 解：（1））32.0g肼的物質(zhì)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(xué)反應(yīng)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(fù)極上投放的是燃料，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下的反應(yīng)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(fā)生氧化反應(yīng)，當(dāng)銅片的質(zhì)量變化128g，失去電子的物質(zhì)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(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等即可解答，難度中等．