题目内容
【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。火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.5 mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出320.8 kJ的热量。
（1）肼的电子式为___________________，过氧化氢的电子式为__________________。
（2）写出反应的热化学方程式：________________________________________________。
（3）在25 ℃、101 kPa时，已知18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表：
O===O | H—H | H—O(g) | |
1 mol化学键断裂时 需要吸收的能量/kJ | 496 | 436 | 463 |
写出表示H2燃烧热的热化学方程式___________________________________________；则32 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。
（4）联氨和H2O2可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________。
（5）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；KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为_______________。
【答案】
N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6 kJ·mol－1 H2 (g) + 
O2 (g) = H2O (l) △H= -286 kJmol-1 817.6 反应放热量大、产生大量气体（产物是N2和H2O，对环境无污染） 8.7×10-7 N2H6(HSO4)2
【解析】
(1)肼分子式为N2H4，每个氮原子形成三个化学键，过氧化氢分子式H2O2，每个氧原子形成两个共价键，据此写出物质的电子式；
(2)根据热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态和反应焓变；
(3) 反应物的总键能-生成物的总键能=反应热，据此计算反应热，写出热化学方程式；根据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式，得到反应的焓变；
(4)从提供能量和动力以及产物无污染角度分析；
(5) 联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离方程式为N2H4+ H2O 
N2H5++OH-，平衡常数Kb=
=×
=K×Kw；
因为是二元碱，因此联氨与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。
(1)肼是氮原子和氮原子形成一个共价键，剩余价键和氢原子形成共价键，电子式为
，双氧水为共价化合物，分子中存在两个氧氢键和一个O-O键，双氧水的电子式为：
，
因此，本题正确答案是：；；
(2) 0.5 mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出320.8 kJ的热量，1mol肼燃烧放热为641.6 kJ；肼燃烧的热化学方程式为：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6 kJ·mol－1，
因此，本题正确答案是：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；
(3) 根据反应物的总键能-生成物的总键能=反应热，则1mol氢气燃烧生成1mol水蒸气的反应热为436kJ/mol+496kJ/mol×-463kJ/mol×2=-242kJ/mol，18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量，故1mol氢气燃烧生成1mol液态水时放出热量为242kJ+44kJ=286kJ，
故表示H2燃烧热的热化学方程式为H2 (g) + O2 (g) = H2O (l) △span>H= -286 kJmol-1，
已知①N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6 kJ·mol－1，
②H2O(l)═H2O(g) ΔH＝+44kJ·mol-1；根据盖斯定律，①-②×4得到：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－817.6 kJ·mol－1，
则32g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水放热为817.6 kJ，
因此，本题正确答案是：H2 (g) + O2 (g) = H2O (l) △H= -286 kJmol-1 ；817.6；
（4）N2H4具有强还原性和H2O2发生氧化还原反应放出大量热且产生大量气体，因此可作为火箭推进剂，
因此，本题正确答案是：反应放热量大、产生大量气体（产物是N2和H2O，对环境无污染）；
（5）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离方程式为N2H4+ H2O N2H5++OH-，平衡常数Kb==×=K×Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7，
因为是二元碱，因此联氨与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。
因此，本题正确答案是：8.7×10-7 ；N2H6(HSO4)2。
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