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_____________，HCN中C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

④2N2H4(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，联氨在水中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)。联氨与硫酸形成的正盐的化学式为 。

（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，观察到的现象是 _。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧气，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）2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;；反应放热量大、产生大量气体、产物对环境无污染（答两点即可）

（4）8.7×10-7 ；N2H6SO4

（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（或还原产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4）

【解析】

试题分析：（1）根据联氨的化学式N2H4知，联氨是共价化合物，其电子式为；HCN的结构式为，非金属性：N>C>H，则氢元素为+1价，氮元素为-3价，再依据化合物中各元素的化合价代数和为零确定碳元素的化合价为+2价。

（2） 次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨的反应中，氮元素的化合价由氨分子中的－3价升高到联氨分子中－2价，氯元素的化合价由次氯酸钠中的＋1价降低到－1价，根据化合价升高与降低总数相等和原子守恒配平化学方程式为NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O 。

（3）对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，③×2-②×2-①=④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨具有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放热量大，并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。

（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＋H2ON2H5+＋OH－，再根据已知：N2H4＋H＋ N2H5+的K＝8.7×107及Kw＝1.0×10－14，故联氨第一步电离平衡常数为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；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；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，且不产生其他杂质，N2H4氧化产物是N2和H2O，对环境无污染，而Na2SO3产生Na2SO4。