题目内容
17．发射航天火箭常用氮的氢化物肼（N2H4）作燃料．试回答下列有关问题：（1）写出N2的电子式
（2）液态NH3类似H2O，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态NH3电离方程式为2NH3?NH4++NH2-．
（3）25℃时，0.1mol•L-1 NH4NO3溶液中水的电离程度大于 （填“大于”、“等于“或“小于”）0.1mol•L-l NaOH溶液中水的电离程度．若将0.1mol•L-1NaOH和0.2mol•L-1NH4NO3两溶液等体积混合，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）．
（4）在结构上N2H4和NH3的关系有如H2O2和H2O的关系．N2H4能发生下列反应：
N2H4+H3O+═N2H5++H2O N2H4+H2O?N2H5++OH-
N2H5++H2O?N2H62++OH- N2H5++H2O?N2H4+H3O+
据此可得出的结论是C．
A．肼水解显酸性 B．肼在水中电离出H+离子C．肼是二元弱碱D．肼是二元弱酸
（5）发射火箭时肼（N2H4）为燃料，双氧水作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水．已知3.2gN2H4（l）在上述反应中放出64.22kJ的热量，写出该反应的热化学方程式N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-642.2kJ•mol-1．
因此肼可以作为火箭推进剂．根据该反应，你认为是否可以通过改变反应条件，由N2和水来制取N2H4，若能，指出可能的反应条件；若不能，请指出原因．不能，由于该反应放出大量的热，其逆反应需要吸收大量的热，即逆反应的△H是很大的正值，且由N2和水蒸气生成肼和双氧水是熵减小的，因此反应：N2（g）+4H2O（g）=N2H4（l）+2H2O2（l）的△H-T△S总是大于零，说明该反应不能自发进行，故不能用N2和水来制取N2H4．
分析 （1）氮气分子中存在氮氮三键，氮原子最外层为8电子；
（2）根据水的电离方程式书写液态NH3电离方程式；
（3）根据硝酸铵溶液中铵离子水解促进了水的电离，氢氧化钠溶液中氢氧根离子抑制了水的电离判断；
由于是等体积混合，反应后的溶液可以看做是0.05mol•L-1NH4NO3、0.05mol•L-1NH3•H2O、0.05mol•L-1NaNO3，然后根据溶液显示碱性判断溶液中各离子浓度大小关系；
（4）依据四个反应的特征，从结合氢离子，结合水中的氢分析判断；
（5）3.2g 液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出64.22kJ的热量，1mol液态肼放出的热量为64.22kJ×$\frac{1mol}{\frac{3.2g}{32g/mol}}$=642.3kJ，结合热化学方程式书写原则进行书写；根据题中信息可知，该反应的逆反应是吸热反应，即△H＞0，且熵减小，属于不自发反应，故不能用氮气和水来制取肼．
解答 解：（1）N2中存在氮氮三键，氮原子最外层达到8电子稳定结构，氮气的电子式为，故答案为：；
（2）液态NH3类似H2O，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，根据水的电离方程式书写液态NH3电离方程式为：2NH3?NH4++NH2-；
故答案为：2NH3?NH4++NH2-；
（3）硝酸铵溶液中，应用铵离子结合水电离的氢氧根离子，促进了水的电离，而氢氧化钠溶液中氢氧根离子抑制了水的电离，所以硝酸铵溶液中水的电离程度大于氢氧化钠溶液中水的电离程度，
由于是等体积混合，反应后的溶液可以看做是0.05mol•L-1NH4NO3、0.05mol•L-1NH3•H2O、0.05mol•L-1NaNO3，溶液呈碱性，所以溶液中离子浓度关系为：c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+），
故答案为：大于；c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）；
（4）A、依据反应N2H4+H3O+═N2H5++H2O 实质是肼结合氢离子反应证明肼具有碱性，故A错误；
B、依据反应N2H4+H2O?N2H5++OH-，N2H5++H2O?N2H62++OH-说明肼结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，故B错误；
C、肼结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，溶液显碱性且能发生两步电离，证明肼是二元弱碱，故C正确；
D、肼分子结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，属于二元碱，故D错误；
故答案为：C；
（5）3.2g 液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出64.22kJ的热量，1mol液态肼放出的热量为64.22kJ×$\frac{1mol}{\frac{3.2g}{32g/mol}}$=642.3kJ，结合热化学方程式书写原则进行书写得到热化学方程式为：N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-642.2kJ•mol-1，由于H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-642.2kJ•mol-1反应是放热反应，氮气和水蒸气来制取肼是吸热反应，即△H＞0，且熵减小，△H-T△S总是大于零属于不自发反应，故不能用氮气和水来制取肼；
故答案为：N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-642.2kJ•mol-1；不能，由于该反应放出大量的热，其逆反应需要吸收大量的热，即逆反应的△H是很大的正值，且由N2和水蒸气生成肼和双氧水是熵减小的，因此反应：N2（g）+4H2O（g）=N2H4（l）+2H2O2（l）的△H-T△S总是大于零，说明该反应不能自发进行，故不能用N2和水来制取N2H4．
点评 本题主要考查了氮的化合物性质、热化学方程式书写、反应自发进行的判断依据，涉及知识点较多，是一道综合性较大的题目，培养了学生分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．
| A． | 0.1mol/L的Na2CO3溶液加适量水稀释后，溶液中$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（C{O}_{3}^{2-}）}$变大 | |
| B． | 若使Na2S溶液中$\frac{c（N{a}^{+}）}{c（{S}^{2-}）}$接近于2：1，可加入适量的KOH固体 | |
| C． | 0.1mol/LNaOH溶液和0.2mol/LCH3COOH溶液等体积混合后溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-） | |
| D． | 已知0.1mol/L NaH2PO4水溶液显酸性，则溶液里各种离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（H2PO4-）＞c（HPO42-）＞c（H+）＞c（PO43-）＞c（OH-） |
| A． | 摩尔是七个基本物理量之一 | |
| B． | 标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4L | |
| C． | CH4的摩尔质量为16g | |
| D． | 硫酸和磷酸的摩尔质量都是98g/mol |
| A． | 实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯： | |
| B． | 蛋壳溶于食醋：CaCO3+CH3COOH=CH3COOCa+H2O+CO2↑ | |
| C． | 甲醛溶液中加入足量新制碱性Cu（OH）2悬浊液并加热HCHO+2 Cu（OH）2+NaOH$\stackrel{△}{→}$ HCOONa+Cu2O↓+3H2O | |
| D． | 向氯乙烷水溶液中加入氢氧化钠溶液共热：CH3CH2Cl+NaOH $→_{△}^{水}$ CH2=CH2+NaCl+H2O |
| A． | NH4+、CO32-、Cl-、NO3- | B． | Pb2+、Fe3+、S2-、SO42- | ||
| C． | NH4+、H+、S2O32-、PO43- | D． | Ca2+、Al3+、Br-、CO32- |
| 周期\族 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
| 2 | E | F | ||||||
| 3 | A | C | D | G | R | |||
| 4 | B | H |
（2）D元素的最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠反应的离子方程式Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O；
（3）A、B、C、G四种元素的简单离子半径由大到小的顺序排列为Cl-＞K+＞Na+＞Mg2+．（用离子符号回答）
（4）F元素氢化物的化学式是H2O．该氢化物在常温下跟B单质发生反应的离子方程式2K+2H2O═2K++2OH-+H2↑；
（5）H元素的最高价含氧酸与G的最高价含氧酸比较酸性更强的是HClO4 （填化学式）
（6）G元素与H元素两者核电荷数之差是18：写出C元素原子结构示意图
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