Question

4．2003年10月16日“神舟五号”飞船成功发射，实现了中华民族的飞天梦想．运送飞船的火箭燃料除液态双氧水外，还有另一种液态氮氢化合物．已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键．
（1）该氮氢化合物的电子式为．
（2）若该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，写出该反应的化学方程式N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O．
（3）NH₃分子中的N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH₃+HCl=NH₄Cl．试写出上述氮氢化合物通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂．
（4）氮可以形成多种离子，如N^3-，NH₂^-，N₃^-，NH₄⁺，N₂H₅⁺，N₂H₆²⁺等，已知N₂H₅⁺与N₂H₆²⁺是由中性分子结合质子形成的，类似于NH₄⁺，因此有类似于NH₄⁺的性质．
①写出N₂H₆²⁺在碱性溶液中反应的离子方程式N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O．
②NH₂^-的电子式为，N采用sp³杂化方式，粒子空间构型为V型．

Answer 1

分析 （1）该氮氢化合物中N（H）=$\frac{32×12.5%}{1}$=4，故分子中N（N）=$\frac{32-4}{14}$=2，该氮氢化合物为N₂H₄，分子中氢原子之间形成1对共用电子对，氢原子与氮原子之间形成1对共用电子对；
（2）N₂H₄与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，则生成氮气与水；
（3）N₂H₄分子中每个N原子都含有1对孤对电子，故1molN₂H₄与2molHCl反应生成N₂H₆Cl₂；
（4）①N₂H₆²⁺中N的化合价为+4价，N₂H₆²⁺是由中性分子 N₂H₄ 结合2个质子形成的，相当于故N₂H₆²⁺相当于二元酸，碱性溶液中反应的离子方程式为N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
②NH₂^-的电子式为：；结构中原子杂化轨道和甲烷结构类似，据此分析．

解答 解：（1）该氮氢化合物中N（H）=$\frac{32×12.5%}{1}$=4，故分子中N（N）=$\frac{32-4}{14}$=2，该氮氢化合物为N₂H₄，分子中氢原子之间形成1对共用电子对，氢原子与氮原子之间形成1对共用电子对，其电子式为，
故答案为：；
（2）N₂H₄与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，则生成氮气与水，该反应化学方程式为：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，
故答案为：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O；
（3）N₂H₄分子中每个N原子都含有1对孤对电子，故1molN₂H₄与2molHCl反应生成N₂H₆Cl₂，反应方程式为N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂，
故答案为：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（4）①N₂H₆²⁺中N的化合价为+4价，N₂H₆²⁺是由中性分子N₂H₄结合2个质子形成的，故N₂H₆²⁺相当于二元酸，故在碱性溶液中反应的离子方程式为N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O，故答案为：N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
②NH₂^-的电子式为，结构中原子杂化轨道和甲烷结构类似，N原子采取sp³杂化，粒子空间构型为V型，故答案为：；sp³；V型．

点评 本题考查较为综合，涉及物质的结构、电子式，侧重于考查综合运用化学知识的能力，题目难度中等，注意把握题给信息．