Question

联氨（又称肼，N₂H₄,无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：

（1）联氨分子的电子式为         ，其中氮的化合价为         。

（2）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为          。

（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^-1

上述反应热效应之间的关系式为△H₄=          ，联氨和N₂O₄可作为火箭推进剂的主要原因为        。

（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为         (已知：N₂H₄+H⁺N₂H₅⁺的K=8.7xl0⁷; Kw=1.0xl0^-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为        。

（5）联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是            。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O₂       kg；与使用Na₂S0₃处理水中溶解的O₂相比，联氨的优点是          。

Answer

（1），－2；（2）2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O；（3）2△H3－2△H2－△H1，反应方热量大，产生大量气体；（4）8.7×10－73，N2H6(HSO4)2；（5）固体逐渐变黑，并有气泡产生，1，N2H4的用量少，不产生其他杂质。

【解析】试题分析：（1）肼的电子式为，其中N的化合价为-2价；（2）利用次氯酸的强氧化性，把NH3氧化成N2H4，根据化合价升降法进行配平，其化学反应方程式为：2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O；（3）根据盖斯定律，2 × ③－2 × ②－①得出目标反应，即△H4="2" × △H3－2△H2－△H1，反应方热量大，产生大量气体；（4）肼第一步电离N2H4＋H2ON2H5＋＋OH－，平衡常数Kb = c(N2H5＋) × c(OH－)/c(N2H4) = c(N2H5＋) × c(OH－) × c(H＋)/[c(N2H4) × c(H＋)] =" K" × Kw =" 8.7" × 10－7，第二步电离为N2H5＋ ＋ H2ON2H62＋ ＋ OH－，因此联氨与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2；（5）联氨被Ag＋氧化，Ag＋被还原成Ag，发生的反应是N2H4＋4AgBr = 4Ag↓＋N2↑＋4HBr，现象是：固体逐渐变黑，并有气泡产生，由于肼的氧化产物是N2，不会对锅炉造成腐蚀，而NaHSO3被氧化成Na2SO4，易生成硫酸盐沉淀影响锅炉的安全使用，肼被氧化：N2H4→N2失去4e－，O2→O2－得到4e－，等质量肼和氧气物质的量相同，理论上1kg的肼可除去水中溶解的氧气为1kg，与使用Na2SO3处理水中溶解的氧气相比，肼优点是用量少，不产生其他杂质。

考点：考查电子式的书写、氧化还原反应方程式的书写、盖斯定律、平衡常数的计算等知识。