Question

5．2003年10月16日“神舟五號”飛船成功發射，實現了中華民族的飛天夢想．運送飛船的火箭燃料除液態雙氧水外，還有另一種液態雙氧水．已知該化合物中氫元素的質量分數為12.5%，相對分子質量為32，結構分析發現該分子結構中只有單鍵．
（1）該氮氫化合物的電子式為．
（2）若該物質與液態雙氧水恰好完全反應，產生兩種無毒又不污染環境的氣態物質，寫出該反應的化學方程式N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O．
（3）NH₃分子中的N原子有一對孤對電子，能發生反應：NH₃+HCl=NH₄Cl．試寫出上述氮氫化合物通入足量鹽酸時，發生反應的化學方程式N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂．
（4）氮可以形成多種離子，如N^3-，NH₂^-，N₃^-，NH₄⁺，N₂H₅⁺，N₂H₆²⁺等，已知N₂H₅⁺與N₂H₆²⁺是由中性分子結合質子形成的，類似于NH₄⁺，因此有類似于NH₄⁺的性質．
①寫出N₂H₆²⁺在堿性溶液中反應的離子方程式N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O．
②NH₂^-的電子式為，N采用sp³雜化方式，粒子空間構型為V形．

Answer 1

分析 （1）該氮氫化合物中N（H）=$\frac{32×12.5%}{1}$=4，故分子中N（N）=$\frac{32-4}{14}$=2，該氮氫化合物為N₂H₄，分子中氫原子之間形成1對共用電子對，氫原子與氮原子之間形成1對共用電子對；
（2）N₂H₄與液態雙氧水恰好完全反應，產生兩種無毒又不污染環境的物質，則生成氮氣與水；
（3）N₂H₄分子中每個N原子都含有1對孤對電子，故1molN₂H₄與2molHCl反應生成N₂H₆Cl₂；
（4）①N₂H₆²⁺中N的化合價為+4價，N₂H₆²⁺是由中性分子 N₂H₄ 結合2個質子形成的，相當于故N₂H₆²⁺相當于二元酸，堿性溶液中反應的離子方程式為N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
②NH₂^-的電子式為：；結構中原子雜化軌道和甲烷結構類似，據此分析．

解答 解：（1）該氮氫化合物中N（H）=$\frac{32×12.5%}{1}$=4，故分子中N（N）=$\frac{32-4}{14}$=2，該氮氫化合物為N₂H₄，分子中氫原子之間形成1對共用電子對，氫原子與氮原子之間形成1對共用電子對，其電子式為，
故答案為：；
（2）N₂H₄與液態雙氧水恰好完全反應，產生兩種無毒又不污染環境的物質，則生成氮氣與水，該反應化學方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O；
（3）N₂H₄分子中每個N原子都含有1對孤對電子，故1molN₂H₄與2molHCl反應生成N₂H₆Cl₂，反應方程式為N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂，
故答案為：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（4）①N₂H₆²⁺中N的化合價為+4價，N₂H₆²⁺是由中性分子N₂H₄結合2個質子形成的，故N₂H₆²⁺相當于二元酸，故在堿性溶液中反應的離子方程式為N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O，故答案為：N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
②NH₂^-的電子式為，結構中原子雜化軌道和甲烷結構類似，N原子采取sp³雜化，粒子空間構型為V型，
故答案為：；sp³；V型．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質的結構、電子式，側重于考查綜合運用化學知識的能力，題目難度中等，注意把握題給信息．