Question

（16分）肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性液體，與氧氣或氮氧化物反應(yīng)均可生成氮氣和水。氫氣是一種清潔能源，液氫和肼均可用作火箭燃料。
Ⅰ氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點。
已知：（g）+ （g）=（g）+（g）     = +
（g）+ （g）=（g）+（g）= +
（1）氫氣作為新能源的優(yōu)點                             。（答2點）
（2）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。（g）與（g）反應(yīng)生成（g）和（g）的熱化學(xué)方程式為                           。
（3）HO的熱分解也可得到H，高溫下水分解體系中主要氣體的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是               、             。

Ⅱ（4）肼一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。該電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式是                                          。
（5）下圖是一個電化學(xué)裝置示意圖。用肼一空氣燃料電池做此裝置的電源。

①如果A是鉑電極，B是石墨電極，C是硫酸—硫酸銨，陰極的電極反應(yīng)式是                                       。
②利用該裝置可制得少量過氧化氫：在陽極上SO₄^2—被氧化成S₂O₈^2—（過二硫酸根離子），S₂O₈^2—與H₂O反應(yīng)生成H₂O₂，S₂O₈^2—+2H₂O=2SO₄^2—+H₂O₂+2H⁺。若要制取2molH₂O₂，該燃料電池理論上需消耗        molN₂H₄。
（6）由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實驗。

①裝置丙中溶液的P H                    。（填“變大”“變小”或“不變”）
②四種金屬活潑性由弱到強(qiáng)的順序是                。

Answer 1

（1）無污染， 資源豐富、熱值高等 ( 各1分)
（2） CH₄(g)+2H₂O(g)=CO₂(g)+4H₂(g) ΔH=+165KJ.mol^-1 
（3）氫原子、氧原子（各1分）（4） N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O  
（5）①  2H⁺+2e^-=H₂ ↑②  1 （6）①  變大  ②  CBAD （每空2分）

（1）考查氫氣作為能源的特點。根據(jù)氫氣的燃燒熱和氫氣的來源可知，氫氣作為新能源的優(yōu)點生成物是水沒有污染，資源豐富，熱值高等。
（2）考查蓋斯定律的應(yīng)用，根據(jù)反應(yīng)①（g）+ （g）=（g）+（g）和反應(yīng)②（g）+ （g）=（g）+（g）可知，①×2－②即得到CH₄(g)+2H₂O(g)=CO₂(g)+4H₂(g)，所以反應(yīng)的反應(yīng)熱是+×2－＝+165KJ.mol^-1，即熱化學(xué)方程式為
CH₄(g)+2H₂O(g)=CO₂(g)+4H₂(g) ΔH=+165KJ.mol^-1。
（3）水分解的化學(xué)方程式為2H₂O2H₂＋O₂，即氫氣的和氧氣的體積之比是2︰1，所以根據(jù)圖像可判斷，A表示的是氫原子，B表示的是氧原子。
（4）原電池中負(fù)極是失去電子的，所以肼在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)是堿性溶液，所以電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O。
（5）電解池中陰極是得到電子的，發(fā)生還原反應(yīng)，B電極和電源的負(fù)極相連，所以B是陰極，溶液中中氫離子放電，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑；根據(jù)反應(yīng)式可知要制取2molH₂O₂，則消耗2mol S₂O₈^2—。S₂O₈^2—中氧的化合價是－7/4價，SO₄^2—中氧的化合價是－2價，所以生成2mol S₂O₈^2—失去的電子是（2－7/4）×8×2＝4mol。1mol肼失去4mol電子，根據(jù)得失電子守恒可知，消耗肼的物質(zhì)的量是1mol。
（6）丙是原電池，A極產(chǎn)生氫氣，所以A是正極，D負(fù)極，所以丙中pH變大。甲中A不斷溶解，說明A是負(fù)極，B是正極。乙中C極質(zhì)量增加，所以C是正極，B是負(fù)極，所以四種金屬活潑性由弱到強(qiáng)的順序是CBAD