Question

【題目】2018年12月7日12時12分，我國成功的用長征二號丁運載火箭將沙特等國的12顆衛星一次性送入預定軌道，標志著我國一箭多星發射技術已經達到國際領先水平。火箭推進器常用強還原劑液態肼（N2H4）和強氧化劑液態雙氧水來產生推力。

（1）已知肼分子中每個原子的最外層電子都達到了穩定結構，請寫出肼的結構式：________。

（2）肼-空氣燃料電池是一種環保的堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．

肼-空氣燃料電池放電時負極的電極反應式是________________________。

（3）由18O、16O、H、D原子組成的H2O2分子共有10種，這10種分子中共有_______種相對分子質量。

（4）一種用H2O2處理劇毒物質NaCN的化學方程式是NaCN+H2O2→N2↑+X+H2O，則X的化學式是____________。

（5）強氧化劑液態H2O2也可以用NO2、或F2代替，試寫出N2H4與F2的化學反應方程式_________。

Answer 1

【答案】 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 7種 NaHCO3 N2H4+2F2=N2+4HF

【解析】

（1）根據共價鍵成鍵規律作答；

（2）肼-空氣燃料電池放電時，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成H2O和氮氣，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，據此分析解答；

（3）根據氫原子有2種同位素和氧原子有兩種同位素進行判斷；

（4）依據電子轉移數守恒和元素守恒規律作答；

（5）依據氧化還原反應的規律作答。

（1）已知N2H4分子內所有原子的最外層都達到了穩定結構，N最外層5個電子可以形成3個單鍵，H最外層1個電子只能形成一個單鍵，則它的結構式為：，故答案為：；

（2）肼空氣燃料電池放電時，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成H2O和氮氣，電極反應式為N2H4+4OH4e=4H2O+N2，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O2+2H2O+4e=4OH，故答案為：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；

（3）氫原子有三種同位素H、D，氧原子有兩種同位素18O、16O，故組成的H2O2分子可能為：H218O2、H216O2、H218O16O、D218O2、D216O2、D218O16O、HD18O2、HD16O2、HD18O16O和HD16O19O共10種，其相對分子質量分別為：38、34、36、40、36、38、39、35、37和37，則種類數有7種；

（4）NaCN種C為+2價，N為-3價，則NaCN+H2O2→N2↑+X+H2O反應中，N元素化合價從-3升高到0價，升高6，C元素化合價由+2價升高到+4價，O元素從-1價降低到-2價，降低2，根據電子得失守恒可知NaCN 與H2O2的物質的量之比為2:5，再根據元素守恒定律可知，X為NaHCO3；

（5）F2將N2H4氧化生成氮氣和HF，其化學方程式為：N2H4+2F2=N2+4HF。