Question

发射航天火箭常用氮的氢化物肼（N₂H₄）作燃料．试回答下列有关问题：
（1）写出N₂的电子式

 

； N₂H₄的结构式

 

．
（2）液态NH₃类似H₂O，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态NH₃电离方程式为

 

．
（3）25℃时，0.1mol?L^-1 NH₄NO₃溶液中水的电离程度

 

（填“大于”、“等于“或“小于”）.0.1mol?L^-l NaOH溶液中水的电离程度．若将0.1mol?L^-1 NaOH和0.2mol?L^-1 NH₄NO₃两溶液等体积混合，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为

 

．
（4）在结构上N₂H₄和NH₃的关系有如H₂O₂和H₂O的关系．N₂H₄能发生下列反应：
N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O        N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-
N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-        N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₄+H₃O⁺
据此可得出的结论是

 

．
A．肼水解显酸性    B．肼在水中电离出H⁺离子   C．肼是二元弱碱   D．肼是二元弱酸
（5）完成下列反应方程式并配平：

 

NH₃+

 

NaClO═

 

NaCl+

 

N₂H₄+

 

（6）发射火箭时肼（N₂H₄）为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水．已知4g N₂H₄（g）在上述反应中放出71kJ的热量，写出该反应的转化学方程式

 

．

Answer 1

考点：电子式,结构式,电离方程式的书写,氧化还原反应方程式的配平,离子浓度大小的比较

专题：化学用语专题,氧化还原反应专题

分析：（1）氮气分子中存在氮氮三键，氮原子最外层为8电子；N₂H₄中N原子之间形成1对共用电子对，N原子H原子质量形成1对共用电子对；
（2）根据水的电离方程式书写液态NH₃电离方程式；
（3）根据硝酸铵溶液中铵离子水解促进了水的电离，氢氧化钠溶液中氢氧根离子抑制了水的电离判断；
由于是等体积混合，反应后的溶液可以看做是0.05mol?L^-1NH₄NO₃、0.05mol?L^-1NH₃?H₂O、0.05mol?L^-1NaNO₃，然后根据溶液显示碱性判断溶液中各离子浓度大小关系；
（4）依据四个反应的特征，从结合氢离子，结合水中的氢分析判断；
（5）NH₃和NaClO反应生成N₂H₄、NaCl，根据得失电子守恒和原子守恒来配平方程式．
（6）根据n=

m

M

计算32gN₂H₄的物质的量，再根据热化学方程式书写原则书写热化学方程式；

解答： 解：（1）N₂，氮气中存在氮氮三键，氮原子最外层达到8电子稳定结构，氮气的电子式为，
N₂H₄中N原子之间形成1对共用电子对，N原子H原子质量形成1对共用电子对，结构式为；
故答案为：；；
（2）液态NH₃类似H₂O，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，根据水的电离方程式书写液态NH₃电离方程式为：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
故答案为：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
（3）硝酸铵溶液中，应用铵离子结合水电离的氢氧根离子，促进了水的电离，而氢氧化钠溶液中氢氧根离子抑制了水的电离，所以硝酸铵溶液中水的电离程度大于氢氧化钠溶液中水的电离程度，
由于是等体积混合，反应后的溶液可以看做是0.05mol?L^-1NH₄NO₃、0.05mol?L^-1NH₃?H₂O、0.05mol?L^-1NaNO₃，溶液呈碱性，所以溶液中离子浓度关系为：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：大于；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）A、依据反应N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O 实质是肼结合氢离子反应证明肼具有碱性，故A错误；
B、依据反应N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-说明肼结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，故B错误；
C、肼结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，溶液显碱性且能发生两步电离，证明肼是二元弱碱，故C正确；
D、肼分子结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，属于二元碱，故D错误；
故答案为：C；
（5）NH₃和NaClO反应生成N₂H₄、NaCl，NH₃中氮由-3价变成-2价，升高1，NaClO中氯由+1价变成-1，降低2，所以NH₃和NaClO的计量数2：1，然后根据原子守恒，方程为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：2；1；1；1；H₂O；
（6）4gN₂H₄的物质的量为

4g

32g/mol

=

1

8

mol，与二氧化氮反应生成氮气与气态水放出71kJkJ的热量，则1mol气体肼完全燃烧生成气态水放出的热量为568kJ，所以该反应的热化学方程式是：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136kJ?mol^-1，
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+2H₂O （g）△H=-1136kJ/mol；

点评：本题主要考查了氮的化合物性质，涉及知识点较多，是一道综合性较大的题目，培养了学生分析问题、解决问题的能力．