Question

1．氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：
（1）氮元素原子的L層電子數(shù)為5；肼的結(jié)構(gòu)式：
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N₂O₄（l）反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄ （1）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（1）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫出N₂H₄（1）和N₂O₄（1）反應(yīng)生成N₂和水蒸氣的熱化學(xué)方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（4）肼一空氣燃料電池是一種具有高效，環(huán)境友好的堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）氮元素原子序數(shù)為7，根據(jù)構(gòu)造原理，排滿K層再排L層，K層2個(gè)電子，L層為5個(gè)電子，肼是共價(jià)化合物氮原子和氫原子形成共價(jià)鍵，氮原子和氮原子間也形成共價(jià)鍵；
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），N元素的化合價(jià)升高，同時(shí)生成氯化鈉與水；
（3）依據(jù)蓋斯定律：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g），反應(yīng)熱與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比；
（4）燃料電池中，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，N₂H₄失電子生成N₂，據(jù)此分析書寫．

解答 解：（1）氮元素原子序數(shù)為7，根據(jù)構(gòu)造原理，排滿K層再排L層，K層2個(gè)電子，L層為5個(gè)電子，肼是共價(jià)化合物氮原子和氫原子形成共價(jià)鍵，氮原子和氮原子間也形成共價(jià)鍵，結(jié)構(gòu)式為：，
故答案為：5；；
（2）NH₃與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)可得到肼（N₂H₄）、氯化鈉和水，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（4）肼--空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極是肼燃燒生成氮?dú)夂退�，�?fù)極的電極反應(yīng)式為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了肼的結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)、蓋斯定律的應(yīng)用、燃料電池中電極反應(yīng)式書寫等知識(shí)，（4）注意負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，題目難度中等．