Question

發射航天火箭常用氮的氫化物肼（N₂H₄）作燃料．試回答下列有關問題：
（1）寫出N₂的電子式

 

； N₂H₄的結構式

 

．
（2）液態NH₃類似H₂O，也能微弱電離且產生電子數相同的兩種離子，則液態NH₃電離方程式為

 

．
（3）25℃時，0.1mol?L^-1 NH₄NO₃溶液中水的電離程度

 

（填“大于”、“等于“或“小于”）.0.1mol?L^-l NaOH溶液中水的電離程度．若將0.1mol?L^-1 NaOH和0.2mol?L^-1 NH₄NO₃兩溶液等體積混合，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為

 

．
（4）在結構上N₂H₄和NH₃的關系有如H₂O₂和H₂O的關系．N₂H₄能發生下列反應：
N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O        N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-
N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-        N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₄+H₃O⁺
據此可得出的結論是

 

．
A．肼水解顯酸性    B．肼在水中電離出H⁺離子   C．肼是二元弱堿   D．肼是二元弱酸
（5）完成下列反應方程式并配平：

 

NH₃+

 

NaClO═

 

NaCl+

 

N₂H₄+

 

（6）發射火箭時肼（N₂H₄）為燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態水．已知4g N₂H₄（g）在上述反應中放出71kJ的熱量，寫出該反應的轉化學方程式

 

．

Answer 1

考點：電子式,結構式,電離方程式的書寫,氧化還原反應方程式的配平,離子濃度大小的比較

專題：化學用語專題,氧化還原反應專題

分析：（1）氮氣分子中存在氮氮三鍵，氮原子最外層為8電子；N₂H₄中N原子之間形成1對共用電子對，N原子H原子質量形成1對共用電子對；
（2）根據水的電離方程式書寫液態NH₃電離方程式；
（3）根據硝酸銨溶液中銨離子水解促進了水的電離，氫氧化鈉溶液中氫氧根離子抑制了水的電離判斷；
由于是等體積混合，反應后的溶液可以看做是0.05mol?L^-1NH₄NO₃、0.05mol?L^-1NH₃?H₂O、0.05mol?L^-1NaNO₃，然后根據溶液顯示堿性判斷溶液中各離子濃度大小關系；
（4）依據四個反應的特征，從結合氫離子，結合水中的氫分析判斷；
（5）NH₃和NaClO反應生成N₂H₄、NaCl，根據得失電子守恒和原子守恒來配平方程式．
（6）根據n=

m

M

計算32gN₂H₄的物質的量，再根據熱化學方程式書寫原則書寫熱化學方程式；

解答： 解：（1）N₂，氮氣中存在氮氮三鍵，氮原子最外層達到8電子穩定結構，氮氣的電子式為，
N₂H₄中N原子之間形成1對共用電子對，N原子H原子質量形成1對共用電子對，結構式為；
故答案為：；；
（2）液態NH₃類似H₂O，也能微弱電離且產生電子數相同的兩種離子，根據水的電離方程式書寫液態NH₃電離方程式為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
故答案為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
（3）硝酸銨溶液中，應用銨離子結合水電離的氫氧根離子，促進了水的電離，而氫氧化鈉溶液中氫氧根離子抑制了水的電離，所以硝酸銨溶液中水的電離程度大于氫氧化鈉溶液中水的電離程度，
由于是等體積混合，反應后的溶液可以看做是0.05mol?L^-1NH₄NO₃、0.05mol?L^-1NH₃?H₂O、0.05mol?L^-1NaNO₃，溶液呈堿性，所以溶液中離子濃度關系為：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：大于；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）A、依據反應N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O 實質是肼結合氫離子反應證明肼具有堿性，故A錯誤；
B、依據反應N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-說明肼結合水中的氫離子發生了電離生成了氫氧根離子，故B錯誤；
C、肼結合水中的氫離子發生了電離生成了氫氧根離子，溶液顯堿性且能發生兩步電離，證明肼是二元弱堿，故C正確；
D、肼分子結合水中的氫離子發生了電離生成了氫氧根離子，屬于二元堿，故D錯誤；
故答案為：C；
（5）NH₃和NaClO反應生成N₂H₄、NaCl，NH₃中氮由-3價變成-2價，升高1，NaClO中氯由+1價變成-1，降低2，所以NH₃和NaClO的計量數2：1，然后根據原子守恒，方程為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：2；1；1；1；H₂O；
（6）4gN₂H₄的物質的量為

4g

32g/mol

=

1

8

mol，與二氧化氮反應生成氮氣與氣態水放出71kJkJ的熱量，則1mol氣體肼完全燃燒生成氣態水放出的熱量為568kJ，所以該反應的熱化學方程式是：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136kJ?mol^-1，
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+2H₂O （g）△H=-1136kJ/mol；

點評：本題主要考查了氮的化合物性質，涉及知識點較多，是一道綜合性較大的題目，培養了學生分析問題、解決問題的能力．