问题 填空题

肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料.

(1)已知在25℃,101kPa时,16.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量312kJ,N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是______.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,负极的电极反应式是:______.电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将______(填“增大”、“减小”、“不变”).

(2)如图是一个电化学装置示意图.用肼--空气燃料电池做此装置的电源.如果A是铂电极,B是石墨电极,C是500mL足量的饱和氯化钠溶液,当两极 * * 生1.12L气体时,溶液的pH为______,则肼-空气燃料电池理论上消耗的空气______L(气体体积在标准状况下测定,假设空气中氧气体积分数为20%)

(3)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因______.

(4)常温下将0.2mol/L HCl溶液与0.2mol/L N2H4•H2O溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),若测得混合溶液的pH=6,则混合溶液中由水电离出的c(H+)______0.1mol/L HCl溶液中由水电离出的c(H+)(填“大于”、“小于”、或“等于”).

(5)已知:在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度.常温下,若将0.2mol/L N2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H+5、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为______.

答案

(1)16.0g肼的物质的量=

16g
32g/mol
=0.5mol,0.5molN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量312kJ,则1mol肼在氧气中完全燃烧放热的热量为624KJ,所以其热化学反应方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol;燃料电池中负极上投放的是燃料肼,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为:N2H2+4OH--4e-=4H2O+N2;反应过程中生成水导致溶液中氢氧根离子浓度减小,所以溶液的pH值变小.

故答案为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol;N2H2+4OH--4e-=4H2O+N2;减小;

(2)电解食盐水的方程式为:2NaCl+2H2O

 电解 
.
 
2NaOH+Cl2↑+H2↑,根据方程式知,阴阳极上生成的气体物质的量相等,即体积也相等,所以生成氢气的体积是0.56L,生成0.56L氢气同时生成氢氧化钠的物质的量=
0.56L
22.4L/mol
×2=0.05mol,氢氧化钠的物质的量浓度=
0.05mol
0.5L
=0.1mol/L,氢离子浓度为10-13 mol/L,所以溶液的pH=13;

根据得失电子数相等,生成0.56L氢气转移的电子数与空气中氧气转移的电子数相等,设空气的体积为XL.

0.56L×2=0.2XL×4,X=1.4.

故答案为:13;1.4;

(3)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,则电离生成OH-和阳离子,

电离方程式为N2H4+H2O=N2H5++OH-;N2H5++H2O=N2H62++OH-

故答案为:N2H4+H2O=N2H5++OH-;N2H5++H2O=N2H62++OH-

(4)常温下,混合溶液的pH=6,溶液显酸性,则酸电离产生的氢离子大于水电离产生的氢离子,由水电离出的

c(H+)为10-8mol/L,0.1mol/LHCl溶液中由水电离出的c(H+)为

10-14
0.1
=10-13mol/L,

故答案为:大于;

(5)将0.2mol/L N2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,得到等量的N2H4•H2O、N2H5C1,由相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度,则c(N2H+5)>c(Cl-),又溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+),电离、水解的程度都不大,所以c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),

故答案为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).

判断题
名词解释