题目内容

17.肼(N2H4)又称联氨,其液体可燃,燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染,可以用作火箭燃料.肼溶于水是一种二元碱.
完成下列填空:
(1)写出肼的电子式.     肼的晶体类型.分子晶体
(2)工业上可用次氯酸钠和氨反应制肼,若只有一种氧化产物.写出该方法制备肼的化学方程式.NaClO+2NH3→N2H4+NaCl+H2O
(3)0.2mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出128.3kJ的热量.写出该反应的热化学方程式.N2H4(l)+2H2O2(l)→N2(g)+4H2O(g)+641.5kJ
(4)室温下,N2H5Cl的水溶液显酸(填酸、碱、中)性.其原因是.[N2H5]+结合水解电离出OH-(K2=8.4×10-15)程度小于[N2H5]+ 结合水解电离出H+程度(K=Kw/K1=1.2×10-8)
已知:H2O?H++OH-Kw=1×10-14
N2H4+H2O?[N2H5]++OH-       K1=8.5×10-7
[N2H5]++H2O?[N2H6]2++OH-    K2=8.4×10-15
(5)肼可以和氧气反应N2H4+O2→N2+2H2O.为除去高压锅炉用水中溶解的O2,常用N2H4或Na2SO3.除去等物质的量的O2,所消耗的N2H4和Na2SO3的质量之比为8:63.与N2H4相比较,使用Na2SO3会对锅炉造成不良的影响,其原因是.N2H4的氧化产物为N2,而亚硫酸钠的氧化产物是硫酸钠是电解质,易在锅炉中形成电化腐蚀.

分析 (1)N能形成三对共价键,据此解答即可;有机物一般为分子晶体;
(2)次氯酸钠和氨反应制肼,只有一种氧化产物,此氧化产物只能是水,据此解答即可;
(3)反应方程式为:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,根据0.2mol液态肼放出的热量,计算1mol液态肼放出的热量,进而写出热化学方程式;
(4)N2H5Cl水溶液呈酸性,为强酸弱碱盐;
(5)1molNa2SO3和N2H4反应,转移电子分别为2mol和4mol,据电子守恒解答,依据锅炉的质地以及电化学腐蚀原理解答.

解答 解:(1)肼中N原子形成3对共价键,电子式为:,此化合物为分子晶体,故答案为:;  分子晶体;
(2)次氯酸钠和氨反应制肼,只有一种氧化产物,此氧化产物只能是水,化学反应方程式为:NaClO+2NH3→N2H4+NaCl+H2O,故答案为:NaClO+2NH3→N2H4+NaCl+H2O;  
(3)反应方程式为:N2H4+2H2O2═N2+4H2O,0.2mol液态肼放出128.3kJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为$\frac{128.3kJ}{0.2}$=641.5kJ,所以反应的热化学方程式为:N2H4(g)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.5kJ/mol,
故答案为:N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.5kJ/mol;N2H4(l)+2H2O2(l)→N2(g)+4H2O(g)+641.5kJ;
(4)N2H5Cl水溶液呈酸性,为强酸弱碱盐,即由所给条件得出:[N2H5]+结合水解电离出OH-(K2=8.4×10-15)程度小于[N2H5]+ 结合水解电离出H+程度(K=Kw/K1=1.2×10-8),故答案为:酸;[N2H5]+结合水解电离出OH-(K2=8.4×10-15)程度小于[N2H5]+ 结合水解电离出H+程度(K=Kw/K1=1.2×10-8);
(5)1molNa2SO3和N2H4被氧化,转移电子分别为2mol和4mol,除去等质量的O2,消耗Na2SO3和N2H4的物质的量之比为2:1,质量比为:32:(126×2)=8:63,由于肼的氧化产物是氮气,不会对锅炉造成腐蚀,故答案为:8:63; N2H4的氧化产物为N2,而亚硫酸钠的氧化产物是硫酸钠是电解质,易在锅炉中形成电化腐蚀.

点评 本题考查了弱酸酸性强弱的判断、热化学方程式书写、氧化还原反应中的电子守恒、化学方程式书写,题目难度较大.

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