Question

【題目】聯(lián)氨（又稱肼，N2H4，無色液體）是一種應用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列問題：

（1）聯(lián)氨分子的電子式為_____________，HCN中C的化合價為____________。

（2）實驗室可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯(lián)氨，反應的化學方程式為___________。

（3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3

④2N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH 4=-1048.9kJ/mol

上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4=_________，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為__________________。

（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，聯(lián)氨在水中第一步電離反應的平衡常數(shù)值為______________(已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×10-14)。聯(lián)氨與硫酸形成的正鹽的化學式為 。

（5）聯(lián)氨是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液，觀察到的現(xiàn)象是 _。聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧氣，防止鍋爐被腐蝕。理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2___________kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯(lián)氨的優(yōu)點是 _。

Answer 1

【答案】（1） +2

（2）NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O

（3）2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;；反應放熱量大、產生大量氣體、產物對環(huán)境無污染（答兩點即可）

（4）8.7×10-7 ；N2H6SO4

（5）固體逐漸變黑，并有氣泡產生；1；N2H4的用量少，不產生其他雜質（或還原產物為N2和H2O，而Na2SO3產生Na2SO4）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)聯(lián)氨的化學式N2H4知，聯(lián)氨是共價化合物，其電子式為；HCN的結構式為，非金屬性：N>C>H，則氫元素為+1價，氮元素為-3價，再依據(jù)化合物中各元素的化合價代數(shù)和為零確定碳元素的化合價為+2價。

（2） 次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯(lián)氨的反應中，氮元素的化合價由氨分子中的－3價升高到聯(lián)氨分子中－2價，氯元素的化合價由次氯酸鈉中的＋1價降低到－1價，根據(jù)化合價升高與降低總數(shù)相等和原子守恒配平化學方程式為NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O 。

（3）對照目標熱化學方程式中的反應物和生成物在已知熱化學方程式中的位置和化學計量數(shù)，利用蓋斯定律，③×2-②×2-①=④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；聯(lián)氨具有強還原性，N2O4具有強氧化性，兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應，反應放熱量大，并產生大量的氣體，可為火箭提供很大的推進力。

（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，則聯(lián)氨第一步電離的方程式為N2H4＋H2ON2H5+＋OH－，再根據(jù)已知：N2H4＋H＋ N2H5+的K＝8.7×107及Kw＝1.0×10－14，故聯(lián)氨第一步電離平衡常數(shù)為K＝c(N2H5+)c(OH－)/c(N2H4)＝c(N2H5+)c(OH－)c(H＋)/c(N2H4) c(H＋)＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7；聯(lián)氨為二元弱堿，酸堿發(fā)生中和反應生成鹽，則聯(lián)氨與硫酸形成酸式鹽的化學式為N2H6（HSO4）2。

（5）聯(lián)氨是一種常用的還原劑，AgBr具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應生成銀，則向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液，可觀察到固體逐漸變黑，并有氣泡產生；聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕，發(fā)生的反應為N2H4＋O2===N2＋2H2O，理論上1 kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的氧氣為1 kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯(lián)氨的優(yōu)點是N2H4的用量少，且不產生其他雜質，N2H4氧化產物是N2和H2O，對環(huán)境無污染，而Na2SO3產生Na2SO4。