Question

16．科学家从化肥厂生产的（NH₄）₂SO₄中检出组成为N₄H₄（SO₄）₂的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO₄^2-和N₄H₄⁴⁺两种离子形式存在，植物的根系易吸收N₄H₄⁴⁺，但它遇到碱时，会生成一种形似白磷的N₄分子，N₄分子不能被植物吸收．
请回答下列问题：
（1）N₄和N₂的关系正确的是D（填序号）．
A．同种单质      B．同位素       C．同分异构体      D．同素异形体
（2）N₄H₄（SO₄）₂不能（填“能”或“不能”）和草木灰混合施用．
（3）已知断裂1molN-N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ．写出N₄气体转变为N₂的热化学方程式：N₄（g）=2N₂（g）△H=-882KJ/mol．
（4）已知白磷、NH₄⁺、N₄H₄⁴⁺的空间构型均为四面体，NH₄⁺的结构式为，白磷（P₄）的结构式为，请画出N₄H₄⁴⁺的结构式．
（5）已知液氨中存在着平衡2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-．科学家在液氨中加入氢氧化铯（CsOH）和特殊的吸水剂，使液氨中的NH₄⁺生成N₄分子和另一种单质气体，请写出液氨与氢氧化铯反应的化学方程式：8NH₃+4CsOH=N₄+4CsNH₂+6H₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）同种元素组成的性质不同的单质之间互为同素异形体；
（2）草木灰的成分是碳酸钾，碳酸根水解显示碱性，根据题意N₄H₄⁴⁺遇到碱时，会生成一种形似白磷的N₄分子来回答；
（3）根据化学键断裂要吸收热量，形成化学键要放出热量，分别计算后进行比较；
（4）N₄H₄⁴⁺中每个N原子与另外3个N原子形成共价键，同时与1个氢离子形成配位键；
（5）根据题意N₄H₄⁴⁺遇到碱时，会生成一种形似白磷的N₄分子，2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，知道液氨与氢氧化铯反应生成N₄分子CsNH₂和氢气、水．

解答 解：（1）N₄和N₂是氮元素的不同单质，属于同素异形体，故答案为：D；
（2）草木灰的成分是碳酸钾，其中的碳酸根水解显示碱性，N₄H₄⁴⁺遇到碱时，会生成一种形似白磷的N₄分子，所以N₄H₄⁴⁺和草木灰之间能反应，所以二者不能混施，
故答案为：不能；
（3）1molN₄气体中含有6molN-N键，可生成2molN₂，形成2molN≡N键，则1molN₄气体转变为N₂化学键断裂断裂吸收的热量为6×167KJ=1002KJ，形成化学键放出的热量为1884KJ，所以反应放热，放出的热量为1884KJ-1002KJ=882KJ，故应为放出882KJ热量，N₄气体转变为N₂的热化学方程式为：N_4（g）?2N_2（g） △H=-882KJ/mol，
故答案为：N_4（g）?2N_2（g） △H=-882KJ/mol；
（4）由于NH₄⁺、N₄H₄⁴⁺的空间构型均为四面体，NH₄⁺的结构式为，据此推断得出：N₄H₄⁴⁺的结构式为：，
故答案为：；
（5）液氨中存在着下列平衡：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，加入氢氧化铯（CsOH）和特殊的吸水剂，使液氨中的NH₄⁺生成N₄分子，即发生的反应为：8NH₃+4CsOH=N₄↑+4CsNH₂+6H₂↑+4H₂O，
故答案为：8NH₃+4CsOH=N₄↑+4CsNH₂+6H₂↑+4H₂O．

点评 本题考查较为综合，涉及同素异形体、盐类水解、热化学方程式书写、微粒的结构等知识，综合考查学生的双基，有利于培养学生的科学素养，题目难度中等．