肼—空气燃料电池

肼—空气燃料电池

22．（14分）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。（1）N2H4与NH3有相似的化学性质，如：与酸能反应。

①写出肼的电子式_____________________。

②写出肼与盐酸反应的离子方程式

___________________________________。

③已知肼（H2N－NH2）和甲胺（CH3－NH2）都是含18个电子的分子。分析肼和甲胺的结构特点并从中受到启发，写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构简式（至少写两个）：_________________________________________________。

④肼分子中氢原子被烃基取代后的产物叫肼的衍生物，分子式为C2H8N2的同分异构体中属肼的衍生物的共有_______种，请任意写出其中一种的结构简式____________。

（2）已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是_____________________________________。

（3）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式是________________________________________。

负极的电极反应式是________________________________________。

（4）下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应是________________________________________。

②假设使用肼－空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气________________L（假设空气中氧气体积含量为20%）

（5）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是________________________________________________________。22．（共14分）

（1）①（1分）②N2H4+H+→N2H5+或N2H4+2H+→N2H62+（1

分）

③CH3－CH3、CH3－OH、CH3－F（写出其中任意两个给2分，如只写对1个给1分）

④3（1分）CH3HN—NHCH3H2N—NHCH2CH3H2N—NH（CH3）2（写出其中任意1个给2分）。

（2）N2H4（1）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（1）；△H＝－624kJ/mol（2分）（3）O2+2H2O+4e－＝4OH－（1分）N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑（1分）（4）①Cu2++2e－＝Cu（1分）②112（1分）

（5）ClO－+2NH3＝N2H4+Cl－+H2O（1分）

10．（2006年揭阳市高考化学综合测试题·22）（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32．0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是________________________________________________________。

（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式是___________________________________。

负极的电极反应式是___________________________________。

（3）下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应是___________________________________。

②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气_______L（假设空气中氧气体积含量为20%）

（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是________________________________________________________。

解析：（1）注意32克N2H4为1mol，注意△H应与方程式的计量数相对应，如N2H4（1）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（1）；△H＝－624kJ/mol

（2）肼—空气燃料电池，电解质溶液是KOH溶液。故电极反应为：（正极）O2+2H2O+4e－＝4OH－，（负极）N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑

（3）①此图为电解装置，铜片为阳极，锌片为阴极。锌片上发生的电极反应是Cu2++2e －＝Cu

②铜片减少128g，即转移电子4mol 根据O2+2H2O+4e－＝4OH－计算得，需要氧气1mol，转化为空气则需要112L。

（4）依据氧化还原反应的规律，得到ClO－+2NH3＝N2H4+Cl－+H2O

答案：（1）N2H4（1）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（1）；△H＝－624kJ/mol

（2）O2+2H2O+4e－＝4OH－；N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑

（3）①Cu2++2e－＝Cu ②112

（4）ClO－+2NH3＝N2H4+Cl－+H2O

22．（12分）（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是_____________________________________。（2）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式是________________________________________。

负极的电极反应式是________________________________________。

（3）下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应是________________________________________。

②假设使用肼－空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼