Question

11．聯(lián)氨（又稱(chēng)聯(lián)肼，N₂H₄，無(wú)色液體）是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列問(wèn)題：
（1）聯(lián)氨分子的電子式為，其中氮的化合價(jià)為-2．
（2）實(shí)驗(yàn)室可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨，反應(yīng)的離子方程式為ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O_．
（3）①2O₂（g）+N₂（g）=N₂O₄（l）△H₁
②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H₂
③O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（g）△H₃
④2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄
上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁（用△H₁、△H₂、△H₃表示）．
（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為8.5×10^-7
（已知：N₂H₄+H⁺?N₂H₅⁺  K=8.5×10⁷；K_w=1.0×10^-14）．聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為N₂H₆（HSO₄）₂．

Answer 1

分析 （1）N₂H₄是氮原子和氫原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，氮原子和氮原子間形成一個(gè)共價(jià)鍵形成的共價(jià)化合物，元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算化合價(jià)；
（2）氨氣被次氯酸鈉溶液氧化生成肼，次氯酸鈉被還原生成氯化鈉；
（3）已知：①2O₂（g）+N₂（g）═N₂O₄（l）△H₁
②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）△H₂
③O₂（g）+2H₂（g）═2H₂O（g）△H₃
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算③×2-②×2-①可得；
（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似．聯(lián)氨第一步電離方程式為N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，平衡常數(shù)K_b=$\frac{c（{N}_{2}{{H}_{5}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$=$\frac{c（{N}_{2}{{H}_{5}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=K×K_w，由于是二元堿，因此聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽為N₂H₆（HSO₄）₂．

解答 解：（1）肼的分子式為N₂H₄，是氮原子和氫原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，氮原子和氮原子之間形成一個(gè)共價(jià)鍵形成的共價(jià)化合物，電子式為；其中氫元素化合價(jià)為+1價(jià)，則氮元素化合價(jià)為-2價(jià)；
故答案為額：；-2；
（2）（2）氨氣被次氯酸鈉溶液氧化生成肼，次氯酸鈉被還原生成氯化鈉，結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O；
故答案為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O；
（3）已知：①2O₂（g）+N₂（g）═N₂O₄（l）△H₁
②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）△H₂
③O₂（g）+2H₂（g）═2H₂O（g）△H₃
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算③×2-②×2-①得到④2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁；
故答案為：△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁；
（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似．聯(lián)氨第一步電離方程式為N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，平衡常數(shù)K_b=$\frac{c（{N}_{2}{{H}_{5}}^{+}）•c（O{H}^{-）}}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$=$\frac{c（{N}_{2}{{H}_{5}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=K×K_w=8.7×10⁷×1.0×10^-14=8.7×10^-7，第二步電離方程式為N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-，因此聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽為N₂H₆（HSO₄）₂；
故答案為：8.5×10^-7；N₂H₆（HSO₄）₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氮及其化合物性質(zhì)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用、平衡常數(shù)的計(jì)算方法，題目難度中等．