Question

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；K_W=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，观察到的现象是___________。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）-2

（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O （3）2ΔH3-2ΔH2-ΔH1反应放热量大、产生大量气体

（4）8.7×10-7N2H6(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】

试题分析：（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ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1。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+H2ON2H5++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1kg的联氨可除去水中溶解的氧气为

1kg÷32g/mol×32g/moL=1kg；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。

【考点定位】考查电子式，化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离，化学计算等知识。

【名师点睛】本题以多知识点综合题的形式考查化学基本用语，涉及电子式和化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离平衡，简单化学计算等知识。对于弱电解质电离平衡常数的计算要注意几点：①准确书写电离平衡常数的表达式；②若没有直接的数据代入，要根据题意做一些变形，得到平衡常数之间的关系式也可解答。