Question

【題目】肼( N2H4)是一種高能燃料，在工業生產中用途廣泛。

(1)0.5mol肼中含有__________ mol極性共價鍵。

(2) 肼的性質與氨氣相似，易溶于水，有如下反應過程：

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)工業上可用肼（N2H4）與新制Cu(OH)2反應制備納米級Cu2O，同時放出N2，該反應的化學方程式為______________________________________。

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

(5)肼-雙氧水燃料電池由于其較高的能量密度而廣受關注，其工作原理如圖所示。則電池正極反應式為_______________，電池工作過程中，A極區溶液的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)肼的結構為H2N-NH2，0.5mol肼中含有極性共價鍵的物質的量為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，反應后溶液中存在等物質的量濃度的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)工業上可用肼(N2H4)與新制Cu(OH)2反應制備納米級Cu2O，同時放出N2，該反應的化學方程式為N2H4+4Cu(OH)2=2Cu2O+N2+6H2O，故答案為：N2H4+4Cu(OH)2=2Cu2O+N2+6H2O；

(4)肼與雙氧水反應成氮氣與水蒸氣。1.6g液態肼在上述反應中放出64.22kJ的熱量，則1mol肼(32g)燃燒放出 ×64.22kJ= 1284.4kJ熱量，反應的熱化學方程式為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生還原反應，正極反應式為2H2O2+4e-=4OH-，電池工作過程中，A極為負極，總反應為N2H4+2H2O2=N2+4H2O，用總反應方程式減正極反應式得到負極反應式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，負極區溶液的pH逐漸減小，故答案為：H2O2+2e-=2OH- ；減少。