Question

(1)合成氨反應的熱化學方程式：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)ΔH＝－92.2kJ·mol^－1
已知合成氨反應是一個反應物不能完全轉化為生成物的反應，在某一定條件下，N₂的轉化率僅為10%，要想通過該反應得到92.2  kJ的熱量，至少在反應混合物中要投放N₂的物質的量為________ mol。
(2)肼(N₂H₄)－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時：
正極的電極反應式：__________________________，
負極的電極反應式：__________________________。
(3)如圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發生的電極反應式是：_______________________
②假設使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質量變化為128 g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣________L(假設空氣中氧氣體積分數為20%)。

Answer 1

(1)10
(2)O₂＋4e^－＋2H₂O=4OH^－
N₂H₄＋4OH^－－4e^－=4H₂O＋N₂↑
(3)①Cu^2＋＋2e^－=Cu　②112

(1)據熱化學方程式可知，1 mol N₂完全反應才能得到92.2  kJ的熱量，而N₂
轉化率為10%，則實際需要投入10 mol N₂才能轉化1 mol N₂。
(2)肼－空氣燃料電池中，O₂在正極放電，生成OH^－。
(3)電解池中，Cu做陽極，自身放電生成Cu^2＋，由電子守恒得Cu～O₂～2e^－，n(Cu)
＝2 mol，消耗n(O₂)＝1 mol，則V_空氣＝112 L(標準狀況)。