Question

19．氨和肼（N₂H₄）是氮的两种常见化合物，在科学技术和生产中有重要的应用．
（1）NH₃的电子式为．
（2）N₂H₄中N原子可达到8电子稳定结构，N₂H₄分子中含有的化学键是极性键、非极性键．
（3）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应的化学方程式为2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O．
（4）肼是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示：
已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：N≡N为942，O=O为500，N-N为154，则断裂1molN-H键所需的能量是391kJ．
（5）肼可做为火箭发动机的燃料，于氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H_1^═ -19.5kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂═-534.2kJ•mol^-1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）氨气是共价化合物，氮原子最外层5个电子，和三个氢原子形成三个共价键，还有一对电子未成键，据此书写电子式；
（2）氮原子最外层电子数为3，易形成3个共价键分析形成8电子结构，不同原子间形成的共价键为非极性键，相同原子间形成的共价键为极性键；
（3）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），氮元素化合价升高被氧化，次氯酸钠做氧化剂被还原为氯化钠，结合氧化还原反应电子守恒分析判断产物和配平化学方程式；
（4）图象分析反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量计算得到；
（5）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H_1^═ -19.5kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂═-534.2kJ•mol^-1
利用盖斯定律将②×2-①可得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g），并以此计算反应热．

解答 解：（1）氨气是共价化合物，氮原子最外层5个电子，和三个氢原子形成三个共价键，还有一对电子未成键，氨气分子的电子式为：，
故答案为：；
（2）N₂H₄中的N原子可达到8电子的稳定结构，氮原子最外层3个电子形成三对共用电子对，和未成键的一对电子形成8电子稳定结构，每个氮原子和两个氢原子形成共价键，氮原子间形成一个共价键，结构式为：，分子中含有非极性键和极性键，
故答案为：极性键、非极性键；
（3）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），氮元素化合价升高被氧化，次氯酸钠做氧化剂被还原为氯化钠，依据原子守恒配平写出化学方程式为2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（4）依据图象分析，反应过程中化学键的变化和焓变的关系是，焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量，反应为N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O，图象可知，反应的焓变△H=-534KJ/mol，断裂化学键吸收的能量=2752-534=2218，设断裂1molN-H键吸收的能量为x，4x+154+500=△H₃=2752-534，x=391，
故答案为：391；
（5）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H_1^═ -19.5kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂═-534.2kJ•mol^-1
利用盖斯定律将②×2-①可得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g），△H=（-534.2kJ/mol）×2-（+19.5kJ/mol）=-1048.9kJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol．

点评 本题考查了物质性质和结构的分析判断、原电池原理的应用、图象分析、焓变和盖斯定律计算、化学键能的计算关系应用，题目难度中等．