Question

9．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2 mol極性共價(jià)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+H₂O?N₂H₄•H₂O?N₂H₅⁺+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1×10^-5mol/Lmol/L．
②常溫下，0.2mol/l₂N₃H₄溶液0.1mol/l₂HCl溶液等體積混合，混合溶液的pH＞7，
則溶液中e（N₃H₄⁺）＞e（N₃H₄•H₂O）（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）工業(yè)上可用肼（N₃H₄）與新制Cu（OH）₂反應(yīng)制備納米級Cu₂O₂，同時(shí)放出N₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Cu（OH）₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+2Cu₂O+6H₂O．
（4）發(fā)射火箭是，肼為燃料，雙氧水為氧化劑，兩者反應(yīng)成氮?dú)馀c水蒸氣．已知1.6g液態(tài)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N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1284.4kJ/mol．
（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H₂O₂+2e^-=2OH^-，電池工作過程中，A級區(qū)溶液的pH減小（填“增大”“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)1molN₂H₄中有4mol的極性共價(jià)鍵計(jì)算；
（2）①N₂H₅C1類比銨鹽，離子水解促進(jìn)了水的電離，溶液中的氫離子就是水電離的；
②0.2mol/lN₃H₄溶液0.1mol/lHCl溶液等體積混合，變成了等物質(zhì)的量的N₃H₄Cl和N₃H₄•H₂O的混合液，根據(jù)混合溶液的pH＞7判斷；
（3）在加熱條件下，用液態(tài)肼（N₂H₄）還原新制的Cu（OH）₂制備Cu₂0，同時(shí)放出N₂，結(jié)合質(zhì)量守恒定律和氧化還原反應(yīng)可寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）1.6g液態(tài)N₂H₄的物質(zhì)的量為$\frac{1.6g}{32g/mol}$=0.05mol，在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量，則1mol液態(tài)N₂H₄在上述反應(yīng)中放出的熱量為$\frac{64.22}{0.05}$=1284.4kJ，依此書寫熱化學(xué)方程式；
（5）根據(jù)反應(yīng)N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）及原電池原理分析；該反應(yīng)生成水，導(dǎo)致氫氧根離子濃度減小，溶液的pH減�。�

解答 解：（1）1molN₂H₄中有4mol的極性共價(jià)鍵，所以0.5mol肼中含有2mol極性共價(jià)鍵，故答案為：2；
（2）①N₂H₆C1₂溶液的pH為5，N₂H₆²⁺離子結(jié)合了水電離的氫氧根離子，促進(jìn)了水的電離，溶液中氫離子來自水的電離，故該溶液中由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=10^-PH=1×10^-5mol/L，故該溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH^-）=c（H⁺）=1×10^-5mol/L，故答案為：1×10^-5mol/L；
②0.2mol/lN₃H₄溶液0.1mol/lHCl溶液等體積混合，變成了等物質(zhì)的量的N₃H₄Cl和N₃H₄•H₂O的混合液，由于混合溶液的pH＞7，則N₃H₄•H₂O的電離大于N₃H₄⁺離子的水解，故溶液中c（N₃H₄⁺）＞c（N₃H₄•H₂O），
故答案為：＞；
（3）根據(jù)反應(yīng)物N₂H₄和Cu（OH）₂，生成物是Cu₂0、H₂O和N₂，可得化學(xué)方程式為4Cu（OH）₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+2Cu₂O+6H₂O，
故答案為：4Cu（OH）₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+2Cu₂O+6H₂O；
（4）1.6g液態(tài)N₂H₄的物質(zhì)的量為$\frac{1.6g}{32g/mol}$=0.05mol，在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量，則1mol液態(tài)N₂H₄在上述反應(yīng)中放出的熱量為$\frac{64.22}{0.05}$=1284.4kJ，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1284.4 kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1284.4 kJ/mol；
（5）發(fā)生反應(yīng)為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g），該反應(yīng)中N₂H₄失去電子被氧化，H₂O₂得到電子被還原，則燃料電池中在正極得到電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：H₂O₂+2e^-=2OH^-；
根據(jù)電極總反應(yīng)可知，反應(yīng)后生成氮?dú)夂退�，�?dǎo)致電解質(zhì)溶液中氫氧根離子濃度減小，溶液的pH減小，
故答案為：H₂O₂+2e^-=2OH^-；減�。�

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，難度較大，涉及電子式、熱化學(xué)方程式、化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式的書寫、離子濃度大小的比較及相關(guān)物質(zhì)的量濃度的計(jì)算等知識，試題知識點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及綜合應(yīng)用用能力．