Question

發(fā)射航天火箭常用氮的氫化物肼（N₂H₄）作燃料。試回答下列有關(guān)問題：

（1）寫出N₂的電子式             

（2）液態(tài)NH₃類似H₂O，也能微弱電離且產(chǎn)生電子數(shù)相同的兩種離子，則液態(tài)NH₃電離方程式為_________________________________。

（3）25℃時，0.1 mol·L^－1 NH₄NO₃溶液中水的電離程度­­­­­­­­­­­________________ （填“大于”、“等于“或“小于”）0.1 mol·L^－l NaOH溶液中水的電離程度。若將0.1mol·L^－1NaOH和0.2mol·L^－1 NH₄NO₃兩溶液等體積混合，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為________________。

（4）在結(jié)構(gòu)上N₂H₄和NH₃的關(guān)系有如H₂O₂和H₂O的關(guān)系。N₂H₄能發(fā)生下列反應(yīng)：

N₂H₄+H₃O⁺==N₂H₅^＋+H₂O           N₂H₄+H₂ON₂H₅^＋+OH^－

N₂H₅^＋+H₂ON₂H₆^2＋+OH^－        N₂H₅^＋+ H₂ON₂H₄+H₃O⁺

據(jù)此可得出的結(jié)論是______________________。

A．肼水解顯酸性                     B．肼在水中電離出H⁺離子

C．肼是二元弱堿                     D．肼是二元弱酸

（5）發(fā)射火箭時肼（N₂H₄）為燃料，雙氧水作氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。已知3.2gN₂H₄(l)在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

________                            。

因此肼可以作為火箭推進劑。根據(jù)該反應(yīng)，你認為是否可以通過改變反應(yīng)條件，由N₂和水來制取N₂H₄，若能，指出可能的反應(yīng)條件；若不能，請指出原因。

                                                                       。

Answer 1

（1）

（2）2NH₃NH₄^＋+NH₂^－

（3）大于；[NO₃^－]>[NH₄^＋]>[Na⁺]>[OH^－] >[H^＋] 

（4）C

（5）N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)＝N₂(g)+4H₂O(g)；△H＝－642.2 kJ·mol^－1，

不能；由于該反應(yīng)放出大量的熱，其逆反應(yīng)需要吸收大量的熱，即逆反應(yīng)的△H是很大的正值，且由N₂和水蒸氣生成肼和雙氧水是熵減小的，因此反應(yīng)：N₂(g)+4H₂O(g)＝N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)的△H－T△S總是大于零，說明該反應(yīng)不能自發(fā)進行，故不能用N₂和水來制取N₂H₄。

解析:

（1）N₂的電子式為：

（2）由于液態(tài)NH₃類似H₂O，故可由水的電離：2H₂OH₃O^＋+OH^－寫出液態(tài)NH₃電離方程式：2NH₃NH₄^＋+NH₂^－。

（3）NH₄^＋水解，促進水的電離，NaOH溶液中OH^－抑制水的電離，故：0.1mol·L^－1 NH₄NO₃溶液中水的電離程度大于0.1mol·L^－lNaOH溶液中水的電離程度。將0.1mol·L^－1NaOH和0.2mol·L^－1 NH₄NO₃兩溶液等體積混合后得等物質(zhì)的量NH₄NO₃、NaNO₃和NH₃·H₂O，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為[NO₃^－]>[NH₄^＋]>[Na⁺]>[OH^－] >[H^＋]。

（4）由信息知肼水解顯弱性，肼在水中電離出OH^－離子，且為肼是二元弱堿。

（5）3.2gN₂H₄(l)為0.1 mol，在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)＝N₂(g)+4H₂O(g)；△H＝－642.2 kJ·mol^－1。

不能通過改變反應(yīng)條件由N₂和水來制取N₂H₄，原因是：由于該反應(yīng)放出大量的熱，其逆反應(yīng)需要吸收大量的熱，即逆反應(yīng)的△H是很大的正值，且由N₂和水蒸氣生成肼和雙氧水是熵減小的，因此反應(yīng)：N₂(g)+4H₂O(g)＝N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)的△H－T△S總是大于零，說明該反應(yīng)不能自發(fā)進行，故不能用N₂和水來制取N₂H₄。