Question

2．N₂H₄（肼）可作用制藥的原料，也可作火箭的燃料．
（1）肼能與酸反應．N₂H₆Cl₂溶液呈弱酸性，在水中存在如下反應：
①N₂H₆²⁺+H₂O?N₂H₅⁺+H₃O+平衡常數(shù)K₁
②N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₄+H₃O+平衡常數(shù)K₂
相同溫度下，上述平衡常數(shù)K₂《K₁，其主要原因是N₂H₆²⁺所帶正電荷數(shù)大于N₂H₅⁺，更易結(jié)合水電離出的帶負電的OH^-，水解程度更大．
（2）工業(yè)上，可用次氯酸鈉與氨反應制備肼，副產(chǎn)物對環(huán)境友好，寫出化學方程式NaClO+2NH₃=NaCl+N₂H₄+H₂O
（3）已知熱化學反應方程式：
反應I：N₂H₄（g）?N₂（g）+2H₂（g）△H₁；
反應II：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂．
①△H₁＞△H₂（填：＜、＞或=）
②7N₂H₄（g）?8NH₃（g）+3N₂（g）+2H₂（g）△H△H=7△H₁+4△H₂（用△H₁、△H₂表示）．
（4）肼還可以制備堿性燃料電池，氧化產(chǎn)物為穩(wěn)定的對環(huán)境友好的物質(zhì)．該電池負極的電極反應式為N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂↑+4H₂O；若以肼-空氣堿性燃料電池為電源，以NiSO₄溶液為電鍍液，在金屬器具上鍍鎳，開始兩極質(zhì)量相等，當兩極質(zhì)量之差為1.18g時，至少消耗肼的質(zhì)量為0.16g．

Answer 1

分析 （1）N₂H₆²⁺所帶正電荷數(shù)大于N₂H₅⁺，更易結(jié)合水電離出的帶負電的OH^-，水解程度更大；
（2）次氯酸鈉的還原產(chǎn)物為氯化鈉，不是氯氣，還有水生成，氯化鈉、水對環(huán)境都友好，結(jié)合原子守恒配平書寫得到化學方程式；
（3）①反應I是吸熱反應，反應II是放熱反應；
②根據(jù)蓋斯定律知，反應I×7+反應II×4=反應III；
（4）N₂H₄/空氣在堿溶液中構(gòu)成電池，N₂H₄在負極上發(fā)生氧化反應，O₂在正極上發(fā)生還原反應，負極的電極反應式為N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂↑+4H₂O，鍍鎳時陰極的反應式為Ni²⁺+2e^-=Ni，鎳的相對原子質(zhì)量為59，陽極為純鎳，陽極的電極反應式為Ni-2e^-=Ni²⁺，根據(jù)得失電子守恒建立關(guān)系計算．

解答 解：（1）相同溫度下，上述平衡常數(shù)K₂＜K₁，其主要原因是N₂H₆²⁺所帶正電荷數(shù)大于N₂H₅⁺，更易結(jié)合水電離出的帶負電的OH^-，水解程度更大，
故答案為：N₂H₆²⁺所帶正電荷數(shù)大于N₂H₅⁺，更易結(jié)合水電離出的帶負電的OH^-，水解程度更大；
（2）次氯酸鈉的還原產(chǎn)物為氯化鈉，不是氯氣，還有水生成，氯化鈉、水對環(huán)境都友好，化學方程式為：NaClO+2NH₃=NaCl+N₂H₄+H₂O，
故答案為：NaClO+2NH₃=NaCl+N₂H₄+H₂O；
（3）①反應I是吸熱反應，△H₁＞0，反應II是放熱反應，△H₂＜0，則△H₁＞△H₂，
故答案為：＞；
②反應I：N₂H₄（g）?N₂（g）+2H₂（g）△H₁
反應II：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂
反應III：7N₂H₄（g）?8NH₃（g）+3N₂（g）+2H₂（g）△H
根據(jù)蓋斯定律知，反應I×7+反應II×4=反應III，△H=7△H₁+4△H₂，
故答案為：7△H₁+4△H₂；
（4）N₂H₄/空氣在堿溶液中構(gòu)成電池，N₂H₄在負極上發(fā)生氧化反應，O₂在正極上發(fā)生還原反應，負極的電極反應式為N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂↑+4H₂O，
鍍鎳時陰極的反應式為Ni²⁺+2e^-=Ni，鎳的相對原子質(zhì)量為59，陽極為純鎳，陽極的電極反應式為Ni-2e^-=Ni²⁺，設(shè)至少消耗N₂H₄的物質(zhì)的量為n，由電子守恒知，陰極質(zhì)量與陽極質(zhì)量之差為[2n-（-2n）]×59g/mol=1.18g，n=0.005mol，m（N₂H₄）=0.005mol×32g/mol=0.16g，
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂↑+4H₂O；0.16．

點評 本題考查較為綜合，涉及反應速率、平衡移動、蓋斯定律以及電化學等知識，題目難度中等，注意把握影響平衡移動的因素以及平衡移動方向的判斷．