Question

【題目】聯氨（又稱聯肼，N2H4，無色液體）是一種應用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列問題：

（1）聯氨分子的電子式為_____________，其中氮的化合價為______________。

（2）實驗室可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨，反應的化學方程式為___________。

（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=-1048.9kJ/mol

上述反應熱效應之間的關系式為△H4=____________，聯氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為________________。

（4）聯氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似。聯氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為 。

（5）聯氨是一種常用的還原劑，可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕。理論上1kg的聯氨可除去水中溶解的O2 kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯氨的優點是 。

Answer 1

【答案】（1），2；

（2）2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O；

（3）2ΔH32ΔH2ΔH1 ，反應放熱量大、產生大量氣體；

（4）N2H6（HSO4）2；（5）1，N2H4的用量少，不產生其他雜質（或氧化產物為無污染的氮氣和水）。

【解析】

試題分析：（1）聯氨的化學式為N2H4，其電子式為：，聯氨中H顯+1價，根據化合價的代數和為0，因此N顯－2價；（2）NaClO作氧化劑，Cl由＋1價→－1價，NH3中N由－3價→－2價，根據化合價升降法進行配平，因此反應方程式為：2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O；（3）根據蓋斯定律，2×③－2×②－①得出：△H4=2△H3－2△H2－△H1，推進劑的主要原因放出大量的熱和產生大量的氣體；（4）聯氨和硫酸反應，生成酸式鹽，說明只中和硫酸中的1個氫，因此N2H4＋2H2SO4=N2H6（HSO4）2；（5）根據得失電子數目守恒，n（N2H4）×2×2=n（O2）×4，n（N2H4）=1×103/32mol， 解得n（O2）=103/32mol，其質量為1kg，處理相等量的氧氣，消耗的Na2SO3的質量為103×2×126/32g，因此聯氨的優點是：N2H4的用量少，不產生其他雜質（或氧化產物為無污染的氮氣和水）。