Question

17．肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，其液體可燃，燃燒熱較大且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境無污染，可以用作火箭燃料．肼溶于水是一種二元堿．
完成下列填空：
（1）寫出肼的電子式．     肼的晶體類型．分子晶體
（2）工業(yè)上可用次氯酸鈉和氨反應制肼，若只有一種氧化產(chǎn)物．寫出該方法制備肼的化學方程式．NaClO+2NH₃→N₂H₄+NaCl+H₂O
（3）0.2mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出128.3kJ的熱量．寫出該反應的熱化學方程式．N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）→N₂（g）+4H₂O（g）+641.5kJ
（4）室溫下，N₂H₅Cl的水溶液顯酸（填酸、堿、中）性．其原因是．[N₂H₅]⁺結合水解電離出OH^-（K₂=8.4×10^-15）程度小于[N₂H₅]⁺ 結合水解電離出H⁺程度（K=Kw/K₁=1.2×10^-8）
已知：H₂O?H⁺+OH^-Kw=1×10^-14
N₂H₄+H₂O?[N₂H₅]⁺+OH^-       K₁=8.5×10^-7
[N₂H₅]⁺+H₂O?[N₂H₆]²⁺+OH^-    K₂=8.4×10^-15
（5）肼可以和氧氣反應N₂H₄+O₂→N₂+2H₂O．為除去高壓鍋爐用水中溶解的O₂，常用N₂H₄或Na₂SO₃．除去等物質(zhì)的量的O₂，所消耗的N₂H₄和Na₂SO₃的質(zhì)量之比為8：63．與N₂H₄相比較，使用Na₂SO₃會對鍋爐造成不良的影響，其原因是．N₂H₄的氧化產(chǎn)物為N₂，而亞硫酸鈉的氧化產(chǎn)物是硫酸鈉是電解質(zhì)，易在鍋爐中形成電化腐蝕．

Answer 1

分析 （1）N能形成三對共價鍵，據(jù)此解答即可；有機物一般為分子晶體；
（2）次氯酸鈉和氨反應制肼，只有一種氧化產(chǎn)物，此氧化產(chǎn)物只能是水，據(jù)此解答即可；
（3）反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根據(jù)0.2mol液態(tài)肼放出的熱量，計算1mol液態(tài)肼放出的熱量，進而寫出熱化學方程式；
（4）N₂H₅Cl水溶液呈酸性，為強酸弱堿鹽；
（5）1molNa₂SO₃和N₂H₄反應，轉(zhuǎn)移電子分別為2mol和4mol，據(jù)電子守恒解答，依據(jù)鍋爐的質(zhì)地以及電化學腐蝕原理解答．

解答 解：（1）肼中N原子形成3對共價鍵，電子式為：，此化合物為分子晶體，故答案為：；  分子晶體；
（2）次氯酸鈉和氨反應制肼，只有一種氧化產(chǎn)物，此氧化產(chǎn)物只能是水，化學反應方程式為：NaClO+2NH₃→N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案為：NaClO+2NH₃→N₂H₄+NaCl+H₂O；  
（3）反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，0.2mol液態(tài)肼放出128.3kJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為$\frac{128.3kJ}{0.2}$=641.5kJ，所以反應的熱化學方程式為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.5kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.5kJ/mol；N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）→N₂（g）+4H₂O（g）+641.5kJ；
（4）N₂H₅Cl水溶液呈酸性，為強酸弱堿鹽，即由所給條件得出：[N₂H₅]⁺結合水解電離出OH^-（K₂=8.4×10^-15）程度小于[N₂H₅]⁺ 結合水解電離出H⁺程度（K=Kw/K₁=1.2×10^-8），故答案為：酸；[N₂H₅]⁺結合水解電離出OH^-（K₂=8.4×10^-15）程度小于[N₂H₅]⁺ 結合水解電離出H⁺程度（K=Kw/K₁=1.2×10^-8）；
（5）1molNa₂SO₃和N₂H₄被氧化，轉(zhuǎn)移電子分別為2mol和4mol，除去等質(zhì)量的O₂，消耗Na₂SO₃和N₂H₄的物質(zhì)的量之比為2：1，質(zhì)量比為：32：（126×2）=8：63，由于肼的氧化產(chǎn)物是氮氣，不會對鍋爐造成腐蝕，故答案為：8：63； N₂H₄的氧化產(chǎn)物為N₂，而亞硫酸鈉的氧化產(chǎn)物是硫酸鈉是電解質(zhì)，易在鍋爐中形成電化腐蝕．

點評 本題考查了弱酸酸性強弱的判斷、熱化學方程式書寫、氧化還原反應中的電子守恒、化學方程式書寫，題目難度較大．