Question

11．科學家從化肥廠生產的（NH₄）₂SO₄中檢出組成為N₄H₄（SO₄）₂的物質，經測定，該物質易溶于水，在水中以SO₄^2-和N₄H₄⁴⁺兩種離子形式存在，植物的根系易吸收N₄H₄⁴⁺，但它遇到堿時，會生成一種形似白磷的N₄分子，N₄分子不能被植物吸收．
請回答下列問題：
（1）N₄和N₂的關系正確的是D（填序號）．
A．同種單質      B．同位素       C．同分異構體      D．同素異形體
（2）N₄H₄（SO₄）₂不能（填“能”或“不能”）和草木灰混合施用．
（3）已知斷裂1molN-N吸收167kJ熱量，生成1molN   N放出942kJ．寫出N₄氣體轉變為N₂的熱化學方程式：N_4（g）?2N_2（g） △H=-882KJ/mol．
（4）已知白磷、NH₄⁺、N₄H₄⁴⁺的空間構型均為四面體，NH₄⁺的結構式為，白磷（P₄）的結構式為，請畫出N₄H₄⁴⁺的結構式．
（5）已知液氨中存在著平衡2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-．科學家在液氨中加入氫氧化銫（CsOH）和特殊的吸水劑，使液氨中的NH₄⁺生成N₄分子和另一種單質氣體，請寫出液氨與氫氧化銫反應的化學方程式：8NH₃+4CsOH=N₄↑+4CsNH₂+6H₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）同種元素組成的性質不同的單質之間互為同素異形體；
（2）草木灰的成分是碳酸鉀，碳酸根水解顯示堿性，根據題意N₄H₄⁴⁺遇到堿時，會生成一種形似白磷的N₄分子來回答；
（3）根據化學鍵斷裂要吸收熱量，形成化學鍵要放出熱量，分別計算后進行比較；
（4）N₄H₄⁴⁺中每個N原子與另外3個N原子形成共價鍵，同時與1個氫離子形成配位鍵；
（5）根據題意N₄H₄⁴⁺遇到堿時，會生成一種形似白磷的N₄分子，2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，知道液氨與氫氧化銫反應生成N₄分子CsNH₂和氫氣、水．

解答 解：（1）N₄和N₂是氮元素的不同單質，屬于同素異形體，故答案為：D；
（2）草木灰的成分是碳酸鉀，其中的碳酸根水解顯示堿性，N₄H₄⁴⁺遇到堿時，會生成一種形似白磷的N₄分子，所以N₄H₄⁴⁺和草木灰之間能反應，所以二者不能混施，
故答案為：不能；
（3）1molN₄氣體中含有6molN-N鍵，可生成2molN₂，形成2molN≡N鍵，則1molN₄氣體轉變為N₂化學鍵斷裂斷裂吸收的熱量為6×167KJ=1002KJ，形成化學鍵放出的熱量為1884KJ，所以反應放熱，放出的熱量為1884KJ-1002KJ=882KJ，故應為放出882KJ熱量，N₄氣體轉變為N₂的熱化學方程式為：N_4（g）?2N_2（g） △H=-882KJ/mol，
故答案為：N_4（g）?2N_2（g） △H=-882KJ/mol；
（4）由于NH₄⁺、N₄H₄⁴⁺的空間構型均為四面體，NH₄⁺的結構式為，據此推斷得出：N₄H₄⁴⁺的結構式為：，
故答案為：；
（5）液氨中存在著下列平衡：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，加入氫氧化銫（CsOH）和特殊的吸水劑，使液氨中的NH₄⁺生成N₄分子，即發生的反應為：8NH₃+4CsOH=N₄↑+4CsNH₂+6H₂↑+4H₂O，
故答案為：8NH₃+4CsOH=N₄↑+4CsNH₂+6H₂↑+4H₂O．

點評 本題考查較為綜合，涉及同素異形體、鹽類水解、熱化學方程式書寫、微粒的結構等知識，綜合考查學生的雙基，有利于培養學生的科學素養，題目難度中等．