Question

肼（N₂H₄）是一種高能燃料，在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛．
（1）寫出肼的電子式

 

，1mol N₂H₄中有

 

個極性共價鍵．
（2）NH₃與NaClO反應可以得到肼，該反應的化學方程式為

 

．
（3）發(fā)射火箭時，肼（N₂H₄）為燃料，雙氧水作氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態(tài)水．已知1.6g液態(tài)N₂H₄在上述反應中放出64.22kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：

 

．
（4）肼-空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時負極反應式為

 

．
（5）肼性質(zhì)與氨氣相似，易溶于水，可發(fā)生如下電離過程：
Ⅰ、N₂H₄+H₂O═N₂H₅⁺+OH^-Ⅱ、N₂H₅⁺+H₂O═N₂H₆²⁺+OH^-
①常溫下，某濃度N₂H₆C1₂溶液的pH為5，則該溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH^-）=

 

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②已知在相同條件下過程I的進行程度大于N₂H₅⁺的水解程度．常溫下，若0.2mol/L N₂H₄溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，則溶液中N₂H₅⁺、N₂H₄?H₂O、Cl^-、OH^-、H⁺ 粒子濃度由大到小的順序為

 

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Answer 1

考點：熱化學方程式,化學電源新型電池,離子濃度大小的比較

專題：化學反應中的能量變化,鹽類的水解專題,電化學專題

分析：（1）根據(jù)肼的分子式書寫電子式；1molN₂H₄中有4mol的極性共價鍵；
（2）NH₃與NaClO反應可得到肼（N₂H₄），N元素的化合價升高，故還生成氯化鈉與水；
（3）1.6g液態(tài)N₂H₄的物質(zhì)的量為

1.6

32

=0.05mol，在上述反應中放出64.22kJ的熱量，則1mol液態(tài)N₂H₄在上述反應中放出的熱量為

64.22

0.05

=1284.4kJ，依此書寫熱化學方程式；
（4）負極發(fā)生氧化反應的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂；
（5）①N₂H₆C1₂類比銨鹽，離子水解促進了水的電離，溶液中的氫離子就是水電離的；
②N₂H₄的電離大于N₂H₅⁺離子的水解．

解答： 解：（1）肼的電子式為：，1molN₂H₄中有4mol的極性共價鍵，個數(shù)為4N_A個，故答案為：；4N_A；
（2）NH₃與NaClO發(fā)生氧化還原反應可得到肼（N₂H₄）、氯化鈉和水，所以該反應的化學方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）1.6g液態(tài)N₂H₄的物質(zhì)的量為

1.6

32

=0.05mol，在上述反應中放出64.22kJ的熱量，則1mol液態(tài)N₂H₄在上述反應中放出的熱量為

64.22

0.05

=1284.4kJ，故該反應的熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1284.4 kJ/mol；
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1284.4 kJ/mol；
（4）負極發(fā)生氧化反應，N₂H₄失去電子被氧化生成N₂，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；
（5）①N₂H₆C1₂溶液的pH為5，N₂H₆²⁺離子結合了水電離的氫氧根離子，促進了水的電離，溶液中氫離子來自水的電離，故該溶液中由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=10^-PH=1×10^-5mol/L，故該溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH^-）=c（H⁺）=1×10^-5mol/L，故答案為：1×10^-5mol/L；
②0.2mol/L N₂H₄溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，變成了等物質(zhì)的量的N₂H₅Cl和N₂H₄的混合液，由于N₂H₄的電離大于N₂H₅⁺離子的水解，故溶液中c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-），溶液顯示堿性，故c（OH^-）＞c（H⁺），故溶液中N₂H₅⁺、N₂H₄?H₂O、Cl^-、OH^-、H⁺ 粒子濃度由大到小的順序為c （N₂H₅⁺）＞c （Cl^-）＞c （N₂H₄?H₂O）＞c （OH^-）＞c （H⁺），故答案為：c （N₂H₅⁺）＞c （Cl^-）＞c （N₂H₄?H₂O）＞c （OH^-）＞c （H⁺）．

點評：本題考查的知識點較多，難度較大．以肼為媒介，涉及電子式、熱化學方程式、化學方程式、電極反應式的書寫，離子濃度大小的比較及相關物質(zhì)的量濃度的計算等，綜合性較強．