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 ， 其中氮的化合價為 ．
（2）實驗室中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）△H1
②N2（g）+2H2（g）═N2H4（l）△H2
③O2（g）+2H2（g）═2H2O（g）△H3
④2N2H4（l）+N2O4（l）═3N2（g）+4H2O（g）△H4=﹣1048.9kJmol﹣1
上述反應熱效應之間的關系式為△H4= ， 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，在水中的電離方式與氨相似．聯氨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）．聯氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為 ．
（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，防止鍋爐被腐蝕．理論上1kg的聯氨可除去水中溶解的O2kg；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）2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O
（3）2△H3﹣2△H2﹣△H1；聯胺有較強的還原性，N2O4有較強的氧化性，二者在一起易發生自發的氧化還原反應
（4）8.7×10﹣7；N2H5HSO4
（5）試管壁出現光亮銀鏡或淺黃色轉化為白色的銀沉淀；1；氧化產物為氮氣、對環境無污染，而亞硫酸鈉被氧化產物為硫酸鈉，易生成硫酸鹽沉淀影響鍋爐的安全使用
【解析】解：（1）肼的分子式為N2H4 ， 是氮原子和氫原子形成四個共價鍵，氮原子和氮原子之間形成一個共價鍵形成的共價化合物，電子式為： ，其中氫元素化合價為+1價，則氮元素化合價為﹣2價， 所以答案是： ；﹣2；（2）氨氣被次氯酸鈉溶液氧化生成肼，次氯酸鈉被還原生成氯化鈉，結合原子守恒配平書寫反應的化學方程式為：2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O，
所以答案是：2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O；（3）①2O2（g）+N2（g）═N2O4（l）△H1
②N2（g）+2H2（g）═N2H4（l）△H2
③O2（g）+2H2（g）═2H2O（g）△H3
依據熱化學方程式和蓋斯定律計算③×2﹣②×2﹣①得到④2N2H4（l）+N2O4（l）═3N2（g）+4H2O（g）△H4=2△H3﹣2△H2﹣△H1 ， 聯胺有較強的還原性，N2O4有較強的氧化性，二者在一起易發生自發的氧化還原反應放出大量熱，聯氨和N2O4可作為火箭推進劑，
所以答案是：2△H3﹣2△H2﹣△H1 ， 聯胺有較強的還原性，N2O4有較強的氧化性，二者在一起易發生自發的氧化還原反應；（4）聯氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似．聯氨第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH﹣ ， 平衡常數Kb= = × =K×Kw=8.7×107×1.0×10﹣14=8.7×10﹣7 ， N2H4+H+N2H5+ ， 聯氨與硫酸形成的酸式鹽為N2H5HSO4 ，
所以答案是：8.7×10﹣7 ， N2H5HSO4；（5）聯胺被銀離子氧化，銀離子被還原生成單質銀，反應出現現象為：試管壁出現光亮銀鏡或淺黃色轉化為白色的銀沉淀，
由于肼的氧化產物是氮氣，不會對鍋爐造成腐蝕，而亞硫酸鈉被氧化產物為硫酸鈉，易生成硫酸鹽沉淀影響鍋爐的安全使用，聯胺被氧化失電子N2H4～N2﹣4e﹣ ， O2～4e﹣ ， N2H4～O2～4e﹣ ， 聯胺和氧氣摩爾質量都是32g/mol，則等質量聯胺和氧氣物質的量相同，理論上1kg的聯氨可除去水中溶解的O21kg，與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯氨的優點是氧化產物為氮氣、對環境無污染，而亞硫酸鈉被氧化產物為硫酸鈉，易生成硫酸鹽沉淀影響鍋爐的安全使用，
所以答案是：試管壁出現光亮銀鏡或淺黃色轉化為白色的銀沉淀；1；氧化產物為氮氣、對環境無污染，而亞硫酸鈉被氧化產物為硫酸鈉，易生成硫酸鹽沉淀影響鍋爐的安全使用．