Question

【題目】聯(lián)氨（又稱(chēng)肼，N2H4,無(wú)色液體）是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列問(wèn)題：

（1）聯(lián)氨分子的電子式為 ，其中氮的化合價(jià)為 。

（2）實(shí)驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）①2O2(g)+N2(g)==N2O4(l) △H1

②N2(g)+2H2(g)==N2H4(l) △H2

③O2(g)+2H2(g)==2H2O(g) △H3

④2N2H4(l)+N2O4(l)==3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ-mol-1

上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為△H4= ，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)?/span> 。

（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為 (已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7xl07; Kw=1.0xl0-14)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)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，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Na2S03處理水中溶解的O2相比，聯(lián)氨的優(yōu)點(diǎn)是 。

Answer 1

【答案】（1），－2；（2）2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O；（3）2△H3－2△H2－△H1，反應(yīng)方熱量大，產(chǎn)生大量氣體；（4）8.7×10－73，N2H6(HSO4)2；（5）固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生，1，N2H4的用量少，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)。

【解析】試題分析：（1）肼的電子式為，其中N的化合價(jià)為-2價(jià)；（2）利用次氯酸的強(qiáng)氧化性，把NH3氧化成N2H4，根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O；（3）根據(jù)蓋斯定律，2 × ③－2 × ②－①得出目標(biāo)反應(yīng)，即△H4="2" × △H3－2△H2－△H1，反應(yīng)方熱量大，產(chǎn)生大量氣體；（4）肼第一步電離N2H4＋H2ON2H5＋＋OH－，平衡常數(shù)Kb = c(N2H5＋) × c(OH－)/c(N2H4) = c(N2H5＋) × c(OH－) × c(H＋)/[c(N2H4) × c(H＋)] =" K" × Kw =" 8.7" × 10－7，第二步電離為N2H5＋ ＋ H2ON2H62＋ ＋ OH－，因此聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽為N2H6(HSO4)2；（5）聯(lián)氨被Ag＋氧化，Ag＋被還原成Ag，發(fā)生的反應(yīng)是N2H4＋4AgBr = 4Ag↓＋N2↑＋4HBr，現(xiàn)象是：固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生，由于肼的氧化產(chǎn)物是N2，不會(huì)對(duì)鍋爐造成腐蝕，而NaHSO3被氧化成Na2SO4，易生成硫酸鹽沉淀影響鍋爐的安全使用，肼被氧化：N2H4→N2失去4e－，O2→O2－得到4e－，等質(zhì)量肼和氧氣物質(zhì)的量相同，理論上1kg的肼可除去水中溶解的氧氣為1kg，與使用Na2SO3處理水中溶解的氧氣相比，肼優(yōu)點(diǎn)是用量少，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)。