Question

【題目】聯氨（又稱聯肼，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）實驗室可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨，反應的離子方程式為____________________。

（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

上述反應熱效應之間的關系式為△H4=_______________（用△H1、△H2、△H3表示）。

（4）聯氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，聯氨第一步電離反應的平衡常數值為

(已知：N2H4 + H+ N2H5+ K=8.5×107；Kw=1.0×10-14)。聯氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為 。

Answer 1

【答案】（1）； -2

（2）ClO- + 2NH3 = N2H4 + Cl- + H2O

（3）△H4 = 2△H3 - 2△H2 - △H1

（4）8.5×10-7；N2H6(HSO4)2

【解析】

試題分析：（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。

（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，離子方程式為：ClO-+2NH3 =N2H4+Cl-+H2O。

（3）已知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。

（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=[c(N2H5+)c(OH)]/c(N2H4)= ×=K × Kw = 8.7 × 107 × 1.0 × 10-14=8.7×10-7，第二步電離方程式為N2H5++H2ON2H62++OH-，因此聯氨與硫酸形成的酸式鹽為N2H6(HSO4)2。