Question

【题目】联氨（又称肼，N2H4，无色液体）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）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为___________。

（3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3

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

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_____________________________。

（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为___________________(已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。

（5）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___________。联氨可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】（1） -2

（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O

（3）2ΔH 3-2ΔH 2-ΔH 1 反应放热量大、产生大量气体

（4）8.7×10-7 N2H6(HSO4)2

（5）固体逐渐变黑，并有气泡产生 1 N2H4的用量少，不产生其他杂质（还原产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4）

【解析】（1）联氨是由两种非金属元素形成的共价化合物，电子式为，根据化合价代数和为零，其中氮的化合价为-2。

（2）次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，Cl元素的化合价由+1价降低到-1价，N元素的化合价由-3价升高到-2价，根据得失电子守恒和原子守恒配平，反应的化学方程式为NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。

（3）根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为ΔH 4=2ΔH 3-2ΔH 2-ΔH 1。联胺有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生自发地氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。

（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2O N2H5++OH-,已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×10-14，平衡常数K=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7 ；联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2 。

（5）联氨是一种常用的还原剂，AgBr具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成银，则向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，可观察到固体逐渐变黑，并有气泡产生；联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，发生的反应为N2H4+O2=N2+2H2O，理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的氧气为1 kg÷32 g/mol×32 g/moL=1 kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是N2H4的用量少，不产生其他杂质，而Na2SO3的氧化产物为Na2SO4。