Question

【題目】聯氨（又稱肼，N2H4，無色液體）是一種應用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列問題：

（1）聯氨分子的電子式為_____________，HCN中C的化合價為____________。

（2）實驗室可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨，反應的化學方程式為___________。

（3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3

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

上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4=_________，聯氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為__________________。

（4）聯氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，聯氨在水中第一步電離反應的平衡常數值為______________(已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×10-14)。聯氨與硫酸形成的正鹽的化學式為 。

（5）聯氨是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯氨溶液，觀察到的現象是 _。聯氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧氣，防止鍋爐被腐蝕。理論上1kg的聯氨可除去水中溶解的O2___________kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯氨的優點是 _。

Answer 1

【答案】（1） +2

（2）NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O

（3）2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;；反應放熱量大、產生大量氣體、產物對環境無污染（答兩點即可）

（4）8.7×10-7 ；N2H6SO4

（5）固體逐漸變黑，并有氣泡產生；1；N2H4的用量少，不產生其他雜質（或還原產物為N2和H2O，而Na2SO3產生Na2SO4）

【解析】

試題分析：（1）根據聯氨的化學式N2H4知，聯氨是共價化合物，其電子式為；HCN的結構式為，非金屬性：N>C>H，則氫元素為+1價，氮元素為-3價，再依據化合物中各元素的化合價代數和為零確定碳元素的化合價為+2價。

（2） 次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨的反應中，氮元素的化合價由氨分子中的－3價升高到聯氨分子中－2價，氯元素的化合價由次氯酸鈉中的＋1價降低到－1價，根據化合價升高與降低總數相等和原子守恒配平化學方程式為NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O 。

（3）對照目標熱化學方程式中的反應物和生成物在已知熱化學方程式中的位置和化學計量數，利用蓋斯定律，③×2-②×2-①=④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；聯氨具有強還原性，N2O4具有強氧化性，兩者混合在一起易自發地發生氧化還原反應，反應放熱量大，并產生大量的氣體，可為火箭提供很大的推進力。

（4）聯氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，則聯氨第一步電離的方程式為N2H4＋H2ON2H5+＋OH－，再根據已知：N2H4＋H＋ N2H5+的K＝8.7×107及Kw＝1.0×10－14，故聯氨第一步電離平衡常數為K＝c(N2H5+)c(OH－)/c(N2H4)＝c(N2H5+)c(OH－)c(H＋)/c(N2H4) c(H＋)＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7；聯氨為二元弱堿，酸堿發生中和反應生成鹽，則聯氨與硫酸形成酸式鹽的化學式為N2H6（HSO4）2。

（5）聯氨是一種常用的還原劑，AgBr具有氧化性，兩者發生氧化還原反應生成銀，則向裝有少量AgBr的試管中加入聯氨溶液，可觀察到固體逐漸變黑，并有氣泡產生；聯氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕，發生的反應為N2H4＋O2===N2＋2H2O，理論上1 kg的聯氨可除去水中溶解的氧氣為1 kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯氨的優點是N2H4的用量少，且不產生其他雜質，N2H4氧化產物是N2和H2O，對環境無污染，而Na2SO3產生Na2SO4。