题目内容

3.氮元素的氢化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮气的结构式为,氮的氢化物除了氨气,还有一种在常温下呈液态的肼,分子式为N2H4,请写出肼的电子式;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼,该反应的化学方程式为2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼在碱性环境下可以形成肼一空气燃料电池,肼被氧化为N2,该电池负极的反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑,每生成56g N2要消耗标准状况下的氧气的体积为44.8 L.

分析 (1)氮气分子是氮原子和氮原子间形成三键,肼的分子式为N2H4,是氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键形成的共价化合物;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),N元素的化合价升高,故还生成氯化钠与水;
(3)从作为燃料电池时,负极发生氧化反应的角度可知N2H4被氧化生成N2;依据电极反应和电子守恒计算.

解答 解:(1)氮气分子是氮原子和氮原子间形成三键,氮气的结构式为:,肼的分子式为N2H4,是氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键形成的共价化合物,电子式为:,
故答案为:;;
(2)NH3与NaClO发生氧化还原反应可得到肼(N2H4)、氯化钠和水,所以该反应的化学方程式为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O,
故答案为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼一空气燃料碱性电池中,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2,正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,每生成56g N2物质的量=$\frac{56g}{28g/mol}$=2mol,正极消耗氧气物质的量为2mol,依据电子守恒计算消耗标准状况下的氧气的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L,
故答案为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑;44.8L.

点评 本题考查盖斯定律、电极反应式的书写等知识点,这些都是高考的热点,注意电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性,难度中等.

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