Question

1．氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）氮元素原子的L层电子数为5；肼的结构式：
（2）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应的化学方程式为2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄（l）反应生成N₂和水蒸气．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄ （1）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（1）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
写出N₂H₄（1）和N₂O₄（1）反应生成N₂和水蒸气的热化学方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（4）肼一空气燃料电池是一种具有高效，环境友好的碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）氮元素原子序数为7，根据构造原理，排满K层再排L层，K层2个电子，L层为5个电子，肼是共价化合物氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键；
（2）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），N元素的化合价升高，同时生成氯化钠与水；
（3）依据盖斯定律：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g），反应热与化学计量数成正比；
（4）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应，N₂H₄失电子生成N₂，据此分析书写．

解答 解：（1）氮元素原子序数为7，根据构造原理，排满K层再排L层，K层2个电子，L层为5个电子，肼是共价化合物氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键，结构式为：，
故答案为：5；；
（2）NH₃与NaClO发生氧化还原反应可得到肼（N₂H₄）、氯化钠和水，所以该反应的化学方程式为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
根据盖斯定律写出肼和N₂O₄反应的热化学方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
故答案为：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（4）肼--空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极是肼燃烧生成氮气和水，负极的电极反应式为：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，
故答案为：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．

点评 本题考查了肼的结构、氧化还原反应、盖斯定律的应用、燃料电池中电极反应式书写等知识，（4）注意负极发生氧化反应，题目难度中等．