用肼燃料电池为电源通过离子交换膜

❶ 肼燃料电池电极反应

当电解质为碱性或中性环境时：

负极的电极反应为：H₂N-NH₂+4OH-－4e- = N₂ ↑ + 4H₂O

正极的电极反应为：2H₂O + O₂ + 4e- = 4OH-

电池总反应：H₂N-NH₂+ O₂ = N₂↑ + 2H₂O

当电解质为酸性环境时：

负极的电极反应为：H₂N-NH2 - 4e-=N₂ ↑+4H+

正极的电极反应为：O₂+4e- +4H+=4H₂O

电池总反应：H₂N-NH₂+ O₂ = N₂↑ + 2H₂O

由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高; 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。

由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

(1)用肼燃料电池为电源通过离子交换膜扩展阅读：

燃料电池是一种电化学的发电装置，等温的按电化学方式，直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程，不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高，且无噪音，无污染，正在成为理想的能源利用方式。

燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。

因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。

❷ 关于氢氧燃料电池。

电池总反应会生成水，所以是碱性的碱性减弱，是酸性的酸性减弱

❸ 肼的电子式、肼燃料电池方程式书写,铜与浓、稀硝酸反应,铁与浓、稀硝酸反应,

3cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O
3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O(Fe过量）
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O

❹ 电化学知识是化学反应原理的重要部分，以下是常见的电化学装置：某兴趣小组同学模拟工业上用离子交换膜法

①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于版硫酸根离子的放电能权力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②电解时氢离子在阴极得电子生成氢气，则氢氧化钾在阴极生成，所以在D口导出；2L浓度为0.25mol/L的KOH溶液与2L0.025mol/L的硫酸溶液混合后，
c（OH^-）=

2×0.25?2×0.025×2

2+2

=0.1，c（H⁺）=

1×10?14

0.1

=10^-13，pH=13，故答案为：D；13；
③阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数；故答案为：小于；
④燃料原电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，该燃料原电池中，氧气是氧化剂，所以氧气在正极上得电子和氢离子结合生成水，电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案为：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

❺ 肼（N2H4）广泛用于火箭推进剂、有机合成及电池燃料．请回答下列问题：（1）直接肼燃料电池原理如右图所

（1）由原电池可知，肼中N元素的化合价升高，负极发生氧化反应，则肼为负极，负极生成产物为氮气和水，则负极反应为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；
用此电池作电源电解含有0.10molCuSO₄和0.10molNaCl的混合溶液100mL，溶液中含有氯离子0.1mol，0.1mol氯离子完全放电转移了0.1mol电子；假如电路中转移了0.20mol电子，其中有0.1mol电子用于生成0.05mol氯气；还有0.1mol电子用于生成氧气，则生成氧气的物质的量为：

0.1mol

4

=0.025mol，所以阳极总共生成了：0.05mol+0.025mol=0.075mol气体，标况下0.625mol气体的体积为：22.4L/mol×0.075mol=1.68L，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；1.68；
（2）①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=-67.7kJ?mol^-1，
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ?mol^-1
③2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ?mol^-1，
利用盖斯定律可知，②×2-③-①得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=△H₂×2-△H₁-△H₃=-947.6kJ?mol^-1，
故答案为：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-947.6kJ?mol^-1；
（3）用Fe-Al复合催化剂催化水合肼可选择性还原对氯硝基苯制备对氯苯胺，由实验数据可知实验I中④的时间最少，实验Ⅱ中④的时间最少，实验Ⅲ中③转化率最大，则最佳条件为④④③，
故答案为：④、④、③；
（4）一定温度下，一定体积的密闭容器中充入NO₂进行反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）达到平衡，该反应的平衡常数表达式为：K=

c(N2O4)

c2(NO2)

；
反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.2kJ?mol^-1为放热反应，升高温度，平衡向着逆向移动，二氧化氮浓度增大，四氧化二氮浓度减小，所以化学平衡常数减小；
该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要使该反应向正反应方向移动，可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等，
A、减小N0₂的浓度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故A错误；
B．降低温度，平衡向正反应方向移动，N0₂的转化率提高，故B正确；
C．增加N0₂的浓度，相当于体系压强增大，利于反应向正反应方向移动，N0₂的转化率提高，故C正确；
D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故D错误；
故答案为：

c(N2O4)

c2(NO2)

；减小；BC．

❻ 一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示.该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质.叙述不正确的是

为了保持负极的碱性环境，应该是阴离子交换膜

❼ 肼燃料电池熔融碳酸盐

熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金内属阳极、容金属极板构成的燃料电池.其电解质是熔融态碳酸盐.
反应原理如下：
放电时正 极：
O2 + CO2 + 4e- → 2CO3(2-)...碳酸根
负 极： CH4 + 4CO32- - 8e- → 5CO2 + 2H2O
总反应： 2O2 + CH4 → CO2 + 2H2O
熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池,使用温度600-700℃.还有其他类型的燃料电池,电解质和使用条件不同.

❽ 肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，用作火箭燃料．（1）肼-空气燃料电池是一种清洁的碱性燃料电池，

（1）作来为燃料电池时，负极发自生氧化反应，电解质溶液是20%-30%的KOH溶液，N₂H₄失去电子被氧化生成N₂，电极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）①阳极上金属锌、铜都失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应而析出铜，根据转移电子守恒知，A电极上质量减少的量大于B极质量增加的量，故答案为：大于；
②生成11.2L氯气转移电子的物质的量=

11.2L

22.4L/mol

×2=1mol，根据串联电路中转移电子守恒知，消耗肼的质量=

1mol

4

=0.25 mol，
故答案为：0.25．

❾ 新型电池除了“氢镍电池还有哪几种，这些电池有哪些领先优势跟特点

当今世界，随着环境保护问题越来越受到人类社会的重视，使微型固体分子燃料电池露出曙光。以前，燃料电池的研究与开发一直处于摸索阶段，虽然在个别工厂里进行，但是进展显得非常缓慢。最先投入研究与开发的是欧美国家的一些风险企业，日本便携式电子设备制造厂家紧跟其后，并且紧追不舍，这些企业大力推进燃料电池的开发，大胆采用新材料，相继获得突破性进展。

（1）培根型氢氧燃料电池

该电池以氢气作燃料，氧气为氧化剂。采用双层多孔烧结镍作负极，用锂盐和镍盐处理过的双层多孔烧结镍作正极，以80％的高浓度氢氧化钾作电解质。在250℃温度下工作，电性能比较好，转换效率也较高。但其采用带运动部件的氢气循环排水系统，结构复杂，体积笨重，比功率较低。还存在腐蚀性问题，影响了培根型氢氧燃料电池的寿命。

（2）离子交换膜氢氧燃料电池

它是以氢气作燃料、用氧气作氧化剂的另一种燃料电池。将铂黑涂在金属网上作为正电极和负电极，采用离子交换膜作电解质。其特点是其有“灯芯”排水系统、结构简单、体积较小、重量轻、比功率也较高。但是，它采用的离子交换膜的电阻较大，电池的电流密度比较小；需贵金属作催化剂，限制了它的用途。

（3）石棉膜氢氧燃料电池

该电池又称毛细膜燃料电池。燃料与氧化剂分别为氢和氧，用铂等催化的烧结镍或多孔碳作负极，多孔银作正极。电解液为35％的氢氧化钾。可采用氢气循环动态排水系统，也可采用可靠的、适应空间环境的静态排水系统。单体电池性能介于离子交换膜氢氧燃料电池和培根型氢氧燃料电池之间，奉命较长。这3种燃料电池可用于载人飞船、灯塔、潜艇、无人气象站、电视差转台和一些军事通信设备等。

（4）氨空气燃料电池

它是以氨作燃料、空气作氧化剂的一种燃料电池。又分为直接使用氨和间接使用氨的两样类型，前者的性能远远低于氢氧燃料电池；后者采用氨裂解产生的氢气作燃料，负电极用硼化镍催化的塑料粘结电极，正极用银催化的塑料粘结电极。电解液为氢氧化钾。特点是燃料便宜，易于贮存，可以应用于微波通信中继站等领域。

（5）高温固体电解质燃料电池

这类电池是以氢气作燃料、氧气作氧化剂的高温燃料电池。采用多孔铂作为电极，将铂涂在电解质管的内外壁上，一般是内壁作负极，外壁作正极。电解质有氧化锆、氧化钙、三氧化二钇的混合物，工作温度高。特点是电流密度大，比功率高，为常温燃料电池的3倍。但是其电解质较脆，组合成比较大的电池组有一定的困难，需要使用贵金属作催化剂，存在高温腐蚀等问题。

（6）高温熔融碳酸盐燃料电池

该电池属于高温燃料电池的一种。它以烃类化合物如天然气、甲醇或汽油等裂解生成的氢和一氧化碳为燃料，空气作为氧化剂。负电极通常采用烧结镍，正电极除了用氧化镍或氧化铜外，也有用银电极的。电解质为熔融碳酸钠和碳酸钾的混合物。特点是能消除二氧化碳的排除问题，可以采用非贵金属催化剂和廉价有机化合物作燃料。但是，存在固体碳沉积物毒化电极，高温引起的材料腐蚀、燃料的化学裂解以及电解质的使用寿命等问题。

（7）有机化合物空气（氧）燃料电池

这一类电池是用有机化合物如甲醇、肼、烃和天然气等作燃料，以空气或氧作氧化剂的燃料电池。有机化合物分为直接使用的和裂解后使用的两类。直接使用燃料的电池采用烧结金属镍电极、多孔碳电极或者塑料粘结电极，负极一般用硼化镍、镍或铂、钯催化，正极用铂、钯或银、碳催化。选用氢氧化钾、磷酸或硫酸作电解质。主要有肼空气（氧）和甲醇空气（氧）燃料电池。特点是燃料一般为液体，浓差极小，材料易于储存与运输。甲醇电池的性能相对较差，适宜于作小功率的电源。主要应用于通信机、中继站、电视转播站、浮标、灯塔和无人值守气象站等。使用燃料裂解后的电池，其特点是采用廉价的有机燃料，但需要裂解装置，体积较大。

（8）微型聚合物电解质燃料电池

这种电池采用碳纳米管结构。该碳纳米管被命名为纳米角（nanohorn），其材料性质比现在使用的活性碳优越。如果许多纳米管群聚在一起，形成直径大约为100nm的聚合体。因为这些聚合体的形状不规则，呈现出角状，所以被命名为“纳米角”。在燃料电池中使用此类聚合体作为电极，不仅能够扩大表面面积，而且气体和液体都能很容易地渗透，因此能提高电极的效率。

在碳纳米角结构上形成的铂催化剂颗粒尺寸，与采用常规的活性碳作电极支撑所形成的铂催化剂颗粒相比，大约可以缩小一半。催化剂颗粒尺寸的大小，是影响燃料电池性能的一个重要因素。在用激光融化形成碳纳米角过程中，同时蒸发铂催化剂，铂颗粒就依附在碳纳米角的表面。这种方法不再采用复杂的传统湿法工艺。日本NEC公司开发的这项技术,不仅是燃料电池技术的进步，而且是纳米自组装技术的首次实际应用。微型聚合物电解质燃料电池如果采用碳纳米管结构，提供的电池容量与锂电池相比，可以高出10倍以上。广泛采用这种结构，为全球开发先进移动电子装置进一步创造了条件。

美国EnergyRalatedDevices公司和ManhatanScientifics公司的联合集团用燃料电池开拓移动电话机市场。这两家公司试制的燃料电池，体积是火柴盒的一半。这是通过对结构材料等采取措施而实现的，因为结构简单，所以价格能降低到?5左右。当注入42g的甲醇燃料时，移动电话的通话时间为100h，等待接收时间达41d。由于小型燃料电池是与半导体集成电路一起应用，系统结构受到特殊约束。在便携式电子设备里应用的燃料电池，必须是高密度装配的。最为突出的系统结构部件，堪称是电解质膜和电极一体化的结构。它的优点是便于大规模地制造平板型燃料电池组。

小型燃料电池将于2005年在便携式信息设备中应用，在汽车和住宅供电系统中，燃料电池也将相继实用化。预计2005年以后，燃料电池技术将进一步成熟，2010年是燃料电池广泛普及应用的一年。分散供电是人类的理想，燃料电池的出现为实现这一理想提供了条件。届时，人们将真正开始跨入分散供电的新时代。燃料电池的应用具有广阔的发展前景。

❿ （1）肼（N2H4）-空气燃料电池是一种新型环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空气燃

（1）肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮内气，电极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，容正极发生还原反应，电极方程式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（2）①锌为阴极，发生还原反应生成铜，电极方程式为Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②电解硫酸铜溶液时，铜电极上铜失电子发生氧化反应，当铜片的质量变化128g，失去电子的物质的量=

128g

64g/mol

×2=4mol，
1mol氧气生成-2价氧元素得到4mol电子，则需要空气的体积=

4mol 4 ×22.4L/mol

20%

=112L，
故答案为：112．