Question

【题目】氮的氢化物种类繁多，其中联氨（又称肼，N2H4，无色油状液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：

（1）联氨分子的电子式为__________________，其中氮的化合价为 _________。

（2） ①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3

④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为△H4=____________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________。

（3）联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是固体逐渐变黑，并且有气泡产生，写出该反应的化学方程式__________________。

（4）联氨还可以用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2_____kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是__________。

Answer 1

【答案】 -2 2ΔH3 - ΔH1 - 2ΔH2 反应放热量大、产生大量气体 4AgBr+N2H4 = 4Ag+N2↑+ 4HBr 1 N2H4的用量少，且不产生其他杂质

【解析】

（1）N2H4是氮原子和氢原子形成四个共价键，氮原子和氮原子间形成一个共价键形成的共价化合物，元素化合价代数和为0计算化合价；
（2）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3

根据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol；

（3）联胺被银离子氧化，银离子被还原生成单质银，-2价的N元素被氧化为N2；
（4）联胺被氧化失电子N2H4→N2失4e-，O2→O2-得到4e-，根据得失电子守恒计算；根据锅炉的质地以及反应产物性质解答。

(1)肼的分子式为N2H4，是氮原子和氢原子形成四个共价键，氮原子和氮原子之间形成一个共价键形成的共价化合物，电子式为： ，其中氢元素化合价为+1价，则氮元素化合价为-2价，
因此，本题正确答案是： ；-2；
(2) ①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3

根据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=2ΔH3 - ΔH1 - 2ΔH2，

根据反应④可以知道，联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体，因此可作为火箭推进剂，
因此，本题正确答案是：2ΔH3 - ΔH1 - 2ΔH2；反应放热量大，产生大量气体；

(3)联胺被银离子氧化，银离子被还原生成单质银，-2价的N元素被氧化为N2，反应方程式为：4AgBr+N2H4 = 4Ag+N2↑+ 4HBr，

因此，本题正确答案是：4AgBr+N2H4 = 4Ag+N2↑+ 4HBr；
(4)联胺被氧化失电子N2H4→N2失4e-，O2→O2-得到4e-，联胺和氧气摩尔质量都是32g/mol，则等质量联胺和氧气物质的量相同，理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O21kg；

因为肼的氧化产物是氮气，不会对锅炉造成腐蚀，而亚硫酸钠被氧化产物为硫酸钠，易生成硫酸盐沉淀影响锅炉的安全使用，与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是用量少，不产生其他杂质(反应产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4，
因此，本题正确答案是：1；N2H4的用量少，且不产生其他杂质。