Question

【題目】肼(N2H4)是一種無(wú)色易溶于水的油狀液體，具有堿性和極強(qiáng)的還原性，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。

(1)已知肼的球棍模型如圖所示，寫(xiě)出肼的電子式:____________。

(2)已知1g肼(N2H4)氣體燃燒生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?6.7kJ的熱量。寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______________。

(3)目前正在研發(fā)的一-種肼燃料電池的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

①該電池的負(fù)極是______(填“a”或“b”)電極。

②寫(xiě)出正極的電極反應(yīng)式:_____________。

(4)在1L固定體積的容器中加入0.1molN2H4，在303K、Pt催化下發(fā)生反應(yīng):N2H4(l) N2(g)+2H2(g)。測(cè)得容器中與時(shí)間關(guān)系如下圖所示，則0～4min內(nèi)氮?dú)獾钠骄�反�?yīng)速率v(N2)=______。

Answer 1

【答案】 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534.4kJ/mol a O2+4e-+2H2O=4OH- 0.0125mol/(L·min)

【解析】(1)氨分子中氫原子被氨基（-NH2）取代后的生成物叫肼,分子中全部為單鍵；(2)正極是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極肼失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；(3)在303K , Pt催化下,則發(fā)生N2H4(l) N2(g)+2H2(g),設(shè)生成氮?dú)獾牧繛閤mol,則氫氣的量為2mol,此時(shí)N2H4(l)的物質(zhì)的量為（0.1-x）mol ,根據(jù)4min 時(shí)比值為3,求出x的值,然后根計(jì)算。

(1)由肼的球棍模型和價(jià)鍵理論可知，肼中氮氮原子之間、氮?dú)湓�子之間都是單鍵，所以肼的電子式為: 。答案：。

(2)已知1g肼(N2H4)氣體燃燒生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?6.7kJ的熱量。則1mol肼(N2H4)氣體燃燒生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?34.4kJ 的熱量,所以肼反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534.4kJ/mol 。

(2)正極是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極肼失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以a電極為電池的負(fù)極,因此，答案是:a。

(3)在303K、Pt催化下,則發(fā)生N2H4(l) N2(g)+2H2(g),設(shè)生成氮?dú)獾牧繛閤mol,則氫氣的量為2mol,此時(shí)N2H4(l)的物質(zhì)的量為（0.1-x）mol,根據(jù)4min時(shí)比值為3,所以3x/（0.1-x）=3,則x=0.05mol,,因此，本題正確答案是: 0.0125mol/(L·min)。