搜索
沈阳分公司顺城校区化学组潘阳〖原题再现〗（2016年辽宁高考化学试题第26题）26．(14分)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)ΔH1②N2(g)+2H2(g)==N2H4(l)ΔH2③O2(g)+2H2(g)==2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)+N2O4(l)==3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=-1048.9kJ·mol-1上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=_______，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=8.7×107；Kw=1.0×10-14）。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Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是_____。〖试题分析〗⑴联氨是有两种非金属元素构成的共价化合物，电子式为根据化合价代数和为零，氮化合价为-3×2+4=-2价。⑵次氯酸钠溶液与氨气反应制备联氨，Cl元素化合价由+1价降到-1价，N元素化合价由-3价升到-2价，根据氧化还原反应得失电子守恒和原子守恒配平，可得到化学方程式为2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O。(3)根据盖斯定律，2×③-2×②-①得到反应2N2H4(l)+N2O4(l)==3N2(g)+4H2O(g)的ΔH4=2ΔH3−2ΔH2−ΔH1；联胺有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生自发地氧化还原反应，产生大量热和气体，所有联氨和N2O4可以作为火箭推进剂。（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2ON2H5++，已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；Kw=1.0×10-14，联氨第一步电离的平衡常数K=[c(N2H5+)×c()]÷c(N2H4)=[c(N2H5+)×c()×c(H+)]÷[c(N2H4)×c(H+)]=K×Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10−7；联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。（5）联氨是一种常用的还原剂，AgBr具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成银，则向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，可观察到固体变黑，并且有气泡产生；联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，发生的反应为N2H4+O2=N2+2H2O，理论上1kg的联氨可除去水中溶解的氧气为1kg÷32g/mol×32g/moL=1kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是氧化产物为N2，对环境无污染，而Na2SO3的氧化产物为Na2SO4，易生成硫酸盐沉淀，影响锅炉的安全使用。〖能力考查〗2016年高考化学第26题，属于中等难度试题。本题的能力考查包括了以下几个方面：1、以肼做载体，考查电子式，化合价，盖斯定律的应用，化学方程式书写与氧化还原反应的计算，弱电解质的电离等高中化学主干知识。2、对于求算电离常数的设计新颖，考查了学生处理知识的灵活性。弱电解质电离平衡常数的计算要注意几点：①准确书写电离平衡常数的表达式；②若没有直接的数据代入，要根据题意做一些变形，得到平衡常数之间的关系式也可解答。3、试题背景充分体现化学学科实际应用价值的同时，设问角度新颖，考查学生分析和解读信息的能力，考查学生联系生产、生活解决实际问题的能力。4、试题内容以学科能力立意，着重考查学生接受、吸收、整合信息的能力，如“联氨是一种常用的还原剂”就是解决该题目的重要信息，要求学生能够进行合理的知识迁移。〖知识拓展〗（教师备课参考）1、联氨的简介联氨是一种无色的高度吸湿性的可燃液体，在联氨中氮原子的孤电子对可以同H结合而显碱性，但其碱性不如氨强，联氨是一个二元弱碱。不溶于乙醚、氯仿和苯，能与水、甲醇、乙醇等混溶。与水能形成恒沸物。2、联氨的制取工业上用氨或尿素和次氯酸钠作用得水合肼，再经脱水或乙二醇萃取而得。CO(NH2)2+NaClO+2NaOH=N2H4·H2O+NaCl+Na2CO3（高锰酸钾是催化剂）也可由无水氨与肼盐作用制得。联氨的工业生产一直沿用拉希法。1981年10月，法国于吉纳-库尔曼公司研究成功亚胺过氧化氢氧化法，这是一个很有前途的生产方法。拉希法以氨和次氯酸钠为原料，经氯化和胺化制得联氨：氨与次氯酸钠按1:3导入反应器，反应获得氯胺。氯胺再与无水氨在肼反应器反应生成联氨。可以采用尿素为原料，在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠-氢氧化钠溶液反应制得联氨。压水堆核电机组启动时向一回路冷却剂中注入联氨以除去水中的氧：N2H4+O2=N2+2H2O3、联氨的用途联氨能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等。有碱性、能与无机酸化合成盐。联氨是一种应用广泛的化工原料，具有很高的燃烧热，可用作火箭和燃料电池的燃料。联氨是一种强还原剂，可用来去除锅水和热水加热系统中的氧，以减少腐蚀。在联氨的分子中，由于有两个亲核的氮和四个可供置换的氢，并可以合成各种衍生动物，其中包括塑料发泡剂、抗氧剂、各种聚合物、聚合物交联剂和链延长剂、农药、除草剂、植物生长调节剂和药品等。合成各种衍生物，其中包括塑料发泡剂、抗氧剂和链延长剂、农药、植物生长调节剂等。〖相似题型〗北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为____________。（2）丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8（g）=CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）;ΔH1=156.6kJ·mo-1LCH3CH=CH2（g）=CH4（g）+HC≡CH（g）;ΔH2=32.4kJ·mo-1L则相同条件下，反应C3H8（g）=CH3CH=CH2（g）+H2（g）的ΔH=____________kJ·mo-1L（3）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5mol·-1L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3=HCO3-+H+的平衡常数K1=____________。（已知：10-5.60=2.5×10-6）（4）常温下，0.1mol·-1LNaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）____________c（CO32-）（填“”“=”或“”），原因是______________（用离子方程式和必要的文字说明）。解析（1)该燃料电池的电解质是熔融碳酸盐，电池反应方程式是C3H8燃烧的方程式。（2)根据盖斯定律，将两反应式相减得到：C3H8（g)=CH3CH=CH2（g)+H2（g)ΔH=+124.2kJ·mol-1。（3)根据平衡常数K1=c（H+)·c（HCO3-)/c（H2CO3),c（H+)=c（HCO3-)=2.5×10-6mol·L-1，c（H2CO3)=1.5×10-5mol·L-1，可求出K1=4.2×10-7mol·L-1。（4)由NaHCO3溶液的pH8得HCO3-的水解程度大于电离程度。答案（1）C3H8+5O2=3CO2+4H2O（2）124.2（3）4.2×10-7mol·L-1（4）HCO3-+H2O=CO32-+H3O（或HCO3-=CO32-+H+)、HCO3-+H2O=H2CO3+OH-,HCO3-的水解程度大于电离程度