Question

【題目】肼( N2H4)是一種高能燃料，在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。

(1)0.5mol肼中含有__________ mol極性共價鍵。

(2) 肼的性質(zhì)與氨氣相似，易溶于水，有如下反應(yīng)過程：

N2H4+H2ON2H4·H2ON2H5++OH-

①常溫下，某濃度N2H5C1溶液的pH為5，則該溶液中由水電離產(chǎn)生的c（H+）為______mol/L。

②常溫下，0.2mol/L N3H4溶液0.1mol/L HCL溶液等體積混合，混合溶液的pH＞7，

則溶液中v(N2H5+)________v(N2H4·H2O)（填“>”、“<”或“=”）。

(3)工業(yè)上可用肼（N2H4）與新制Cu(OH)2反應(yīng)制備納米級Cu2O，同時放出N2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。

(4)發(fā)射火箭時，肼為燃料，雙氧水為氧化劑，兩者反應(yīng)成氮氣與水蒸氣。已知1.6g液態(tài)肼在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________________。

(5)肼-雙氧水燃料電池由于其較高的能量密度而廣受關(guān)注，其工作原理如圖所示。則電池正極反應(yīng)式為_______________，電池工作過程中，A極區(qū)溶液的pH____________（填“增大”“減小”或“不變”）

Answer 1

【答案】 2 1×10-5 > N2H4+4Cu(OH)2=2Cu2O+N2+6H2O N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-1284.4kJ/mol H2O2+2e-=2OH- 減少

【解析】 (1)肼的結(jié)構(gòu)為H2N-NH2，0.5mol肼中含有極性共價鍵的物質(zhì)的量為0.5mol×4=2mol，故答案為：2；

(2) ①常溫下，Kw=10-14，某濃度N2H5C1溶液因水解，pH為5，促進水的電離，則該溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=10-5mol/L，故答案為：1×10-5；

②常溫下，0.2mol/LN2H4溶液0.1mol/LHCl溶液等體積混合，反應(yīng)后溶液中存在等物質(zhì)的量濃度的N2H4·H2O和N2H5C1，混合溶液的pH＞7，說明以N2H4·H2O的電離為主，則溶液中v(N2H5+)＞v(N2H4·H2O) ，故答案為：＞；

(3)工業(yè)上可用肼(N2H4)與新制Cu(OH)2反應(yīng)制備納米級Cu2O，同時放出N2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4+4Cu(OH)2=2Cu2O+N2+6H2O，故答案為：N2H4+4Cu(OH)2=2Cu2O+N2+6H2O；

(4)肼與雙氧水反應(yīng)成氮氣與水蒸氣。1.6g液態(tài)肼在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量，則1mol肼(32g)燃燒放出 ×64.22kJ= 1284.4kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-1284.4kJ/mol，故答案為：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-1284.4kJ/mol；

(5)肼-雙氧水燃料電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為2H2O2+4e-=4OH-，電池工作過程中，A極為負(fù)極，總反應(yīng)為N2H4+2H2O2=N2+4H2O，用總反應(yīng)方程式減正極反應(yīng)式得到負(fù)極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，負(fù)極區(qū)溶液的pH逐漸減小，故答案為：H2O2+2e-=2OH- ；減少。