Question

【题目】2018年12月7日12时12分，我国成功的用长征二号丁运载火箭将沙特等国的12颗卫星一次性送入预定轨道，标志着我国一箭多星发射技术已经达到国际领先水平。火箭推进器常用强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水来产生推力。

（1）已知肼分子中每个原子的最外层电子都达到了稳定结构，请写出肼的结构式：________。

（2）肼-空气燃料电池是一种环保的碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．

肼-空气燃料电池放电时负极的电极反应式是________________________。

（3）由18O、16O、H、D原子组成的H2O2分子共有10种，这10种分子中共有_______种相对分子质量。

（4）一种用H2O2处理剧毒物质NaCN的化学方程式是NaCN+H2O2→N2↑+X+H2O，则X的化学式是____________。

（5）强氧化剂液态H2O2也可以用NO2、或F2代替，试写出N2H4与F2的化学反应方程式_________。

Answer 1

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

【解析】

（1）根据共价键成键规律作答；

（2）肼-空气燃料电池放电时，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成H2O和氮气，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，据此分析解答；

（3）根据氢原子有2种同位素和氧原子有两种同位素进行判断；

（4）依据电子转移数守恒和元素守恒规律作答；

（5）依据氧化还原反应的规律作答。

（1）已知N2H4分子内所有原子的最外层都达到了稳定结构，N最外层5个电子可以形成3个单键，H最外层1个电子只能形成一个单键，则它的结构式为：，故答案为：；

（2）肼空气燃料电池放电时，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成H2O和氮气，电极反应式为N2H4+4OH4e=4H2O+N2，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH，故答案为：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；

（3）氢原子有三种同位素H、D，氧原子有两种同位素18O、16O，故组成的H2O2分子可能为：H218O2、H216O2、H218O16O、D218O2、D216O2、D218O16O、HD18O2、HD16O2、HD18O16O和HD16O19O共10种，其相对分子质量分别为：38、34、36、40、36、38、39、35、37和37，则种类数有7种；

（4）NaCN种C为+2价，N为-3价，则NaCN+H2O2→N2↑+X+H2O反应中，N元素化合价从-3升高到0价，升高6，C元素化合价由+2价升高到+4价，O元素从-1价降低到-2价，降低2，根据电子得失守恒可知NaCN 与H2O2的物质的量之比为2:5，再根据元素守恒定律可知，X为NaHCO3；

（5）F2将N2H4氧化生成氮气和HF，其化学方程式为：N2H4+2F2=N2+4HF。