题目内容

肼(N2H4)是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛.
(1)写出肼的电子式
 
,1mol N2H4中有
 
个极性共价键.
(2)NH3与NaClO反应可以得到肼,该反应的化学方程式为
 
.
(3)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1.6g液态N2H4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:
 
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(4)肼-空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时负极反应式为
 
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(5)肼性质与氨气相似,易溶于水,可发生如下电离过程:
Ⅰ、N2H4+H2O═N2H5++OH-Ⅱ、N2H5++H2O═N2H62++OH-
①常温下,某浓度N2H6C12溶液的pH为5,则该溶液中由水电离产生的c(OH-)=
 
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②已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5+的水解程度.常温下,若0.2mol/L N2H4溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、N2H4?H2O、Cl-、OH-、H+ 粒子浓度由大到小的顺序为
 
.
考点:热化学方程式,化学电源新型电池,离子浓度大小的比较
专题:化学反应中的能量变化,盐类的水解专题,电化学专题
分析:(1)根据肼的分子式书写电子式;1molN2H4中有4mol的极性共价键;
(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)1.6g液态N2H4的物质的量为
1.6
32
=0.05mol,在上述反应中放出64.22kJ的热量,则1mol液态N2H4在上述反应中放出的热量为
64.22
0.05
=1284.4kJ,依此书写热化学方程式;
(4)负极发生氧化反应的角度可知N2H4被氧化生成N2;
(5)①N2H6C12类比铵盐,离子水解促进了水的电离,溶液中的氢离子就是水电离的;
②N2H4的电离大于N2H5+离子的水解.
解答: 解:(1)肼的电子式为:,1molN2H4中有4mol的极性共价键,个数为4NA个,故答案为:;4NA;
(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)1.6g液态N2H4的物质的量为
1.6
32
=0.05mol,在上述反应中放出64.22kJ的热量,则1mol液态N2H4在上述反应中放出的热量为
64.22
0.05
=1284.4kJ,故该反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1284.4 kJ/mol;
故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1284.4 kJ/mol;
(4)负极发生氧化反应,N2H4失去电子被氧化生成N2,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O,故答案为:N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O;
(5)①N2H6C12溶液的pH为5,N2H62+离子结合了水电离的氢氧根离子,促进了水的电离,溶液中氢离子来自水的电离,故该溶液中由水电离产生的c(H+)=10-PH=1×10-5mol/L,故该溶液中由水电离产生的c(OH-)=c(H+)=1×10-5mol/L,故答案为:1×10-5mol/L;
②0.2mol/L N2H4溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,变成了等物质的量的N2H5Cl和N2H4的混合液,由于N2H4的电离大于N2H5+离子的水解,故溶液中c(N2H5+)>c(Cl-),溶液显示碱性,故c(OH-)>c(H+),故溶液中N2H5+、N2H4?H2O、Cl-、OH-、H+ 粒子浓度由大到小的顺序为c (N2H5+)>c (Cl-)>c (N2H4?H2O)>c (OH-)>c (H+),故答案为:c (N2H5+)>c (Cl-)>c (N2H4?H2O)>c (OH-)>c (H+).
点评:本题考查的知识点较多,难度较大.以肼为媒介,涉及电子式、热化学方程式、化学方程式、电极反应式的书写,离子浓度大小的比较及相关物质的量浓度的计算等,综合性较强.
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