用肼燃料電池為電源通過離子交換膜

❶ 肼燃料電池電極反應

當電解質為鹼性或中性環境時：

負極的電極反應為：H₂N-NH₂+4OH-－4e- = N₂ ↑ + 4H₂O

正極的電極反應為：2H₂O + O₂ + 4e- = 4OH-

電池總反應：H₂N-NH₂+ O₂ = N₂↑ + 2H₂O

當電解質為酸性環境時：

負極的電極反應為：H₂N-NH2 - 4e-=N₂ ↑+4H+

正極的電極反應為：O₂+4e- +4H+=4H₂O

電池總反應：H₂N-NH₂+ O₂ = N₂↑ + 2H₂O

由於燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能，不受卡諾循環效應的限制，因此效率高; 另外，燃料電池用燃料和氧氣作為原料；同時沒有機械傳動部件，故沒有雜訊污染，排放出的有害氣體極少。

由此可見，從節約能源和保護生態環境的角度來看，燃料電池是最有發展前途的發電技術。

(1)用肼燃料電池為電源通過離子交換膜擴展閱讀：

燃料電池是一種電化學的發電裝置，等溫的按電化學方式，直接將化學能轉化為電能而不必經過熱機過程，不受卡諾循環限制，因而能量轉化效率高，且無噪音，無污染，正在成為理想的能源利用方式。

燃料電池其原理是一種電化學裝置，其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負兩個電極(負極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質組成。不同的是一般電池的活性物質貯存在電池內部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負極本身不包含活性物質，只是個催化轉換元件。

因此燃料電池是名符其實的把化學能轉化為電能的能量轉換機器。電池工作時，燃料和氧化劑由外部供給，進行反應。原則上只要反應物不斷輸入，反應產物不斷排除，燃料電池就能連續地發電。

❷ 關於氫氧燃料電池。

電池總反應會生成水，所以是鹼性的鹼性減弱，是酸性的酸性減弱

❸ 肼的電子式、肼燃料電池方程式書寫,銅與濃、稀硝酸反應,鐵與濃、稀硝酸反應,

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過量）
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O

❹ 電化學知識是化學反應原理的重要部分，以下是常見的電化學裝置：某興趣小組同學模擬工業上用離子交換膜法

①電解時，陽極上失電子發生氧化反應，溶液中的氫氧根離子的放電能力大於版硫酸根離子的放電能權力，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②電解時氫離子在陰極得電子生成氫氣，則氫氧化鉀在陰極生成，所以在D口導出；2L濃度為0.25mol/L的KOH溶液與2L0.025mol/L的硫酸溶液混合後，
c（OH^-）=

2×0.25?2×0.025×2

2+2

=0.1，c（H⁺）=

1×10?14

0.1

=10^-13，pH=13，故答案為：D；13；
③陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動，所以通過相同電量時，通過陰離子交換膜的離子數小於通過陽離子交換膜的離子數；故答案為：小於；
④燃料原電池中，燃料在負極上失電子發生氧化反應，氧化劑在正極上得電子發生還原反應，該燃料原電池中，氧氣是氧化劑，所以氧氣在正極上得電子和氫離子結合生成水，電極反應式為4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案為：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

❺ 肼（N2H4）廣泛用於火箭推進劑、有機合成及電池燃料．請回答下列問題：（1）直接肼燃料電池原理如右圖所

（1）由原電池可知，肼中N元素的化合價升高，負極發生氧化反應，則肼為負極，負極生成產物為氮氣和水，則負極反應為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；
用此電池作電源電解含有0.10molCuSO₄和0.10molNaCl的混合溶液100mL，溶液中含有氯離子0.1mol，0.1mol氯離子完全放電轉移了0.1mol電子；假如電路中轉移了0.20mol電子，其中有0.1mol電子用於生成0.05mol氯氣；還有0.1mol電子用於生成氧氣，則生成氧氣的物質的量為：

0.1mol

4

=0.025mol，所以陽極總共生成了：0.05mol+0.025mol=0.075mol氣體，標況下0.625mol氣體的體積為：22.4L/mol×0.075mol=1.68L，
故答案為：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，
利用蓋斯定律可知，②×2-③-①得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=△H₂×2-△H₁-△H₃=-947.6kJ?mol^-1，
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-947.6kJ?mol^-1；
（3）用Fe-Al復合催化劑催化水合肼可選擇性還原對氯硝基苯制備對氯苯胺，由實驗數據可知實驗I中④的時間最少，實驗Ⅱ中④的時間最少，實驗Ⅲ中③轉化率最大，則最佳條件為④④③，
故答案為：④、④、③；
（4）一定溫度下，一定體積的密閉容器中充入NO₂進行反應：2NO₂（g）?N₂O₄（g）達到平衡，該反應的平衡常數表達式為：K=

c(N2O4)

c2(NO2)

；
反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.2kJ?mol^-1為放熱反應，升高溫度，平衡向著逆向移動，二氧化氮濃度增大，四氧化二氮濃度減小，所以化學平衡常數減小；
該反應是反應前後氣體體積減小的、放熱的可逆反應，要使該反應向正反應方向移動，可改變反應物的濃度、體系的壓強、溫度等，
A、減小N0₂的濃度，平衡向逆反應方向移動，N0₂的轉化率降低，故A錯誤；
B．降低溫度，平衡向正反應方向移動，N0₂的轉化率提高，故B正確；
C．增加N0₂的濃度，相當於體系壓強增大，利於反應向正反應方向移動，N0₂的轉化率提高，故C正確；
D．升高溫度，平衡向逆反應方向移動，N0₂的轉化率降低，故D錯誤；
故答案為：

c(N2O4)

c2(NO2)

；減小；BC．

❻ 一種以肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示.該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑,KOH作為電解質.敘述不正確的是

為了保持負極的鹼性環境，應該是陰離子交換膜

❼ 肼燃料電池熔融碳酸鹽

熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金內屬陽極、容金屬極板構成的燃料電池.其電解質是熔融態碳酸鹽.
反應原理如下：
放電時正 極：
O2 + CO2 + 4e- → 2CO3(2-)...碳酸根
負 極： CH4 + 4CO32- - 8e- → 5CO2 + 2H2O
總反應： 2O2 + CH4 → CO2 + 2H2O
熔融碳酸鹽燃料電池是一種高溫電池,使用溫度600-700℃.還有其他類型的燃料電池,電解質和使用條件不同.

❽ 肼（N2H4）又稱聯氨，是一種可燃性液體，用作火箭燃料．（1）肼-空氣燃料電池是一種清潔的鹼性燃料電池，

（1）作來為燃料電池時，負極發自生氧化反應，電解質溶液是20%-30%的KOH溶液，N₂H₄失去電子被氧化生成N₂，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）①陽極上金屬鋅、銅都失電子發生氧化反應，陰極上銅離子得電子發生還原反應而析出銅，根據轉移電子守恆知，A電極上質量減少的量大於B極質量增加的量，故答案為：大於；
②生成11.2L氯氣轉移電子的物質的量=

11.2L

22.4L/mol

×2=1mol，根據串聯電路中轉移電子守恆知，消耗肼的質量=

1mol

4

=0.25 mol，
故答案為：0.25．

❾ 新型電池除了「氫鎳電池還有哪幾種，這些電池有哪些領先優勢跟特點

當今世界，隨著環境保護問題越來越受到人類社會的重視，使微型固體分子燃料電池露出曙光。以前，燃料電池的研究與開發一直處於摸索階段，雖然在個別工廠里進行，但是進展顯得非常緩慢。最先投入研究與開發的是歐美國家的一些風險企業，日本攜帶型電子設備製造廠家緊跟其後，並且緊追不舍，這些企業大力推進燃料電池的開發，大膽採用新材料，相繼獲得突破性進展。

（1）培根型氫氧燃料電池

該電池以氫氣作燃料，氧氣為氧化劑。採用雙層多孔燒結鎳作負極，用鋰鹽和鎳鹽處理過的雙層多孔燒結鎳作正極，以80％的高濃度氫氧化鉀作電解質。在250℃溫度下工作，電性能比較好，轉換效率也較高。但其採用帶運動部件的氫氣循環排水系統，結構復雜，體積笨重，比功率較低。還存在腐蝕性問題，影響了培根型氫氧燃料電池的壽命。

（2）離子交換膜氫氧燃料電池

它是以氫氣作燃料、用氧氣作氧化劑的另一種燃料電池。將鉑黑塗在金屬網上作為正電極和負電極，採用離子交換膜作電解質。其特點是其有「燈芯」排水系統、結構簡單、體積較小、重量輕、比功率也較高。但是，它採用的離子交換膜的電阻較大，電池的電流密度比較小；需貴金屬作催化劑，限制了它的用途。

（3）石棉膜氫氧燃料電池

該電池又稱毛細膜燃料電池。燃料與氧化劑分別為氫和氧，用鉑等催化的燒結鎳或多孔碳作負極，多孔銀作正極。電解液為35％的氫氧化鉀。可採用氫氣循環動態排水系統，也可採用可靠的、適應空間環境的靜態排水系統。單體電池性能介於離子交換膜氫氧燃料電池和培根型氫氧燃料電池之間，奉命較長。這3種燃料電池可用於載人飛船、燈塔、潛艇、無人氣象站、電視差轉台和一些軍事通信設備等。

（4）氨空氣燃料電池

它是以氨作燃料、空氣作氧化劑的一種燃料電池。又分為直接使用氨和間接使用氨的兩樣類型，前者的性能遠遠低於氫氧燃料電池；後者採用氨裂解產生的氫氣作燃料，負電極用硼化鎳催化的塑料粘結電極，正極用銀催化的塑料粘結電極。電解液為氫氧化鉀。特點是燃料便宜，易於貯存，可以應用於微波通信中繼站等領域。

（5）高溫固體電解質燃料電池

這類電池是以氫氣作燃料、氧氣作氧化劑的高溫燃料電池。採用多孔鉑作為電極，將鉑塗在電解質管的內外壁上，一般是內壁作負極，外壁作正極。電解質有氧化鋯、氧化鈣、三氧化二釔的混合物，工作溫度高。特點是電流密度大，比功率高，為常溫燃料電池的3倍。但是其電解質較脆，組合成比較大的電池組有一定的困難，需要使用貴金屬作催化劑，存在高溫腐蝕等問題。

（6）高溫熔融碳酸鹽燃料電池

該電池屬於高溫燃料電池的一種。它以烴類化合物如天然氣、甲醇或汽油等裂解生成的氫和一氧化碳為燃料，空氣作為氧化劑。負電極通常採用燒結鎳，正電極除了用氧化鎳或氧化銅外，也有用銀電極的。電解質為熔融碳酸鈉和碳酸鉀的混合物。特點是能消除二氧化碳的排除問題，可以採用非貴金屬催化劑和廉價有機化合物作燃料。但是，存在固體碳沉積物毒化電極，高溫引起的材料腐蝕、燃料的化學裂解以及電解質的使用壽命等問題。

（7）有機化合物空氣（氧）燃料電池

這一類電池是用有機化合物如甲醇、肼、烴和天然氣等作燃料，以空氣或氧作氧化劑的燃料電池。有機化合物分為直接使用的和裂解後使用的兩類。直接使用燃料的電池採用燒結金屬鎳電極、多孔碳電極或者塑料粘結電極，負極一般用硼化鎳、鎳或鉑、鈀催化，正極用鉑、鈀或銀、碳催化。選用氫氧化鉀、磷酸或硫酸作電解質。主要有肼空氣（氧）和甲醇空氣（氧）燃料電池。特點是燃料一般為液體，濃差極小，材料易於儲存與運輸。甲醇電池的性能相對較差，適宜於作小功率的電源。主要應用於通信機、中繼站、電視轉播站、浮標、燈塔和無人值守氣象站等。使用燃料裂解後的電池，其特點是採用廉價的有機燃料，但需要裂解裝置，體積較大。

（8）微型聚合物電解質燃料電池

這種電池採用碳納米管結構。該碳納米管被命名為納米角（nanohorn），其材料性質比現在使用的活性碳優越。如果許多納米管群聚在一起，形成直徑大約為100nm的聚合體。因為這些聚合體的形狀不規則，呈現出角狀，所以被命名為「納米角」。在燃料電池中使用此類聚合體作為電極，不僅能夠擴大表面面積，而且氣體和液體都能很容易地滲透，因此能提高電極的效率。

在碳納米角結構上形成的鉑催化劑顆粒尺寸，與採用常規的活性碳作電極支撐所形成的鉑催化劑顆粒相比，大約可以縮小一半。催化劑顆粒尺寸的大小，是影響燃料電池性能的一個重要因素。在用激光融化形成碳納米角過程中，同時蒸發鉑催化劑，鉑顆粒就依附在碳納米角的表面。這種方法不再採用復雜的傳統濕法工藝。日本NEC公司開發的這項技術,不僅是燃料電池技術的進步，而且是納米自組裝技術的首次實際應用。微型聚合物電解質燃料電池如果採用碳納米管結構，提供的電池容量與鋰電池相比，可以高出10倍以上。廣泛採用這種結構，為全球開發先進移動電子裝置進一步創造了條件。

美國EnergyRalatedDevices公司和ManhatanScientifics公司的聯合集團用燃料電池開拓行動電話機市場。這兩家公司試制的燃料電池，體積是火柴盒的一半。這是通過對結構材料等採取措施而實現的，因為結構簡單，所以價格能降低到?5左右。當注入42g的甲醇燃料時，行動電話的通話時間為100h，等待接收時間達41d。由於小型燃料電池是與半導體集成電路一起應用，系統結構受到特殊約束。在攜帶型電子設備里應用的燃料電池，必須是高密度裝配的。最為突出的系統結構部件，堪稱是電解質膜和電極一體化的結構。它的優點是便於大規模地製造平板型燃料電池組。

小型燃料電池將於2005年在攜帶型信息設備中應用，在汽車和住宅供電系統中，燃料電池也將相繼實用化。預計2005年以後，燃料電池技術將進一步成熟，2010年是燃料電池廣泛普及應用的一年。分散供電是人類的理想，燃料電池的出現為實現這一理想提供了條件。屆時，人們將真正開始跨入分散供電的新時代。燃料電池的應用具有廣闊的發展前景。

❿ （1）肼（N2H4）-空氣燃料電池是一種新型環保型鹼性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃

（1）肼-氧氣鹼性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮內氣，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，容正極發生還原反應，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（2）①鋅為陰極，發生還原反應生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②電解硫酸銅溶液時，銅電極上銅失電子發生氧化反應，當銅片的質量變化128g，失去電子的物質的量=

128g

64g/mol

×2=4mol，
1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積=

4mol 4 ×22.4L/mol

20%

=112L，
故答案為：112．