Question

3．氮元素的氫化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設中都有廣泛應用，回答下列問題：
（1）氮氣的結構式為，氮的氫化物除了氨氣，還有一種在常溫下呈液態(tài)的肼，分子式為N₂H₄，請寫出肼的電子式；
（2）NH₃與NaClO反應可得到肼，該反應的化學方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）肼在堿性環(huán)境下可以形成肼一空氣燃料電池，肼被氧化為N₂，該電池負極的反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，每生成56g N₂要消耗標準狀況下的氧氣的體積為44.8 L．

Answer 1

分析 （1）氮氣分子是氮原子和氮原子間形成三鍵，肼的分子式為N₂H₄，是氮原子和氫原子形成四個共價鍵，氮原子和氮原子之間形成一個共價鍵形成的共價化合物；
（2）NH₃與NaClO反應可得到肼（N₂H₄），N元素的化合價升高，故還生成氯化鈉與水；
（3）從作為燃料電池時，負極發(fā)生氧化反應的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂；依據(jù)電極反應和電子守恒計算．

解答 解：（1）氮氣分子是氮原子和氮原子間形成三鍵，氮氣的結構式為：，肼的分子式為N₂H₄，是氮原子和氫原子形成四個共價鍵，氮原子和氮原子之間形成一個共價鍵形成的共價化合物，電子式為：，
故答案為：；；
（2）NH₃與NaClO發(fā)生氧化還原反應可得到肼（N₂H₄）、氯化鈉和水，所以該反應的化學方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）肼一空氣燃料堿性電池中，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，正極電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，每生成56g N₂物質的量=$\frac{56g}{28g/mol}$=2mol，正極消耗氧氣物質的量為2mol，依據(jù)電子守恒計算消耗標準狀況下的氧氣的體積為2mol×22.4L/mol=44.8L，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；44.8L．

點評 本題考查蓋斯定律、電極反應式的書寫等知識點，這些都是高考的熱點，注意電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性，難度中等．