明星物质——肼
1．（2016全国2卷）联氨（又称联肼，N2H4，无液体）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） △H1
②N2（g）+2H2（g）=N2H4（l） △H2
③O2（g）+2H2（g）=2H2O（g） △H3
④2N2H4（l） + N2O4（l）= 3N2（g）+ 4H2O（g） △H4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________，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，在水中的电离方程式与氨相似，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O2kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是_______。 2．（2019·河南期末）联氨(又称肼，N2H4是无液体)为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。常温下，向10mL0.1mol/L的联氨溶液中，滴加0.1mol/L的HCl溶液xmL溶液中N2H4、、的物质的量分数δ随溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]变化的曲线如图所示，下列说法错误的是
A．联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2
B．pOH=6.06时，加入HCl溶液的体积为5mL
C．加入HCl溶液体积为10mL时溶液中：2c()+c()<c(Cl-)
D．美拉德反应N2H4+H+的K=107.94
3．已知联氨(N2H4)为二元碱，25℃时向联氨水溶液中逐滴滴加盐酸溶液，混合溶液中的微粒的物质的量分数随pOH[pOH=－lgc(OH－)]变化的关系如图所示。已知联氨的两步电离分别为：N2H4+H2ON2H5++OH－，N2H5++H2ON2H62++OH－。下列叙述错误的是
A．联氨的第一步电离平衡常数Kb1=10－6
B．pOH=6时c(N2H4)与pOH=15时c(N2H62+)相同
C．当溶液中c(N2H62+)︰c(N2H5+)=1︰1时，c(H+)=10mol/L
D．pOH由12增大到18时，对应的离子方程式为：N2H5++H+=N2H62+
4．（2020·广东铁一中学高三月考）已知联氨(N2H4)为二元碱，25℃时向联氨水溶液中逐滴滴加盐酸溶液，混合溶液中的微粒的物质的量分数随 pOH[pOH=－lgc(OH-)]变化的关系如图所示。已知联氨的两步电离分别为：N2H4+H2ON2H5++OH-，N2H5++H2ON2H62++OH-。下列叙述错误的是（ ）
A．联氨的第一步电离平衡常数Kb1=10-6
B．N2H5Cl 溶液中存在：c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)
C．当溶液中基础病c(N2H62+)︰c(N2H5+)=1︰1时，c(H+)=10mol/L
D．pOH=6时c(N2H4)与pOH=15 时 c(N2H62+)相同
5．（2020·黑龙江大庆实验中学高三月考）常温下,将盐酸滴加到联氨（N2 H4）的水溶液中,混合溶液中pOH[pOH=- lgc（OH- ）]随离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述正确的是（已知N2H4在水溶液中的电离方程式:N2H4+H2O- N2H5++OH- ，N2H5+ +H2O- N2H62++OH- ）
A．联氨的水溶液中不存在H+
B．曲线M表示pOH与的变化关系
C．反应N2H4+H2ON2H5++OH-的K=10-6
D．N2H5Cl的水溶液呈碱性
6．（2020·湖北期中）已知联氨(N2H4)在水中的电离方程式为N2H4+H2ON2H5++OH-，N2H5++H2ON2H62++OH-。常温下，将盐酸逐滴加到联氨的水溶液中，混合溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]随离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．曲线X表示pOH与lg的变化关系
B．反应N2H62++H2ON2H5++H3O+的平衡常数K=10-15
C．联氨的溶液加水稀释时联氨的电离程度逐渐增大
D．N2H5Cl的水溶液中存在等式：c(N2大学生新闻联播H62+)+c(H3O+)=c(N2H4)+c(OH-)
7．（2018·江苏启东中学高二期末）联氨（N2H4）是一种无的可燃液体。请回答下列问题：
（2）N2H4能使锅炉内壁的铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O）变成磁性氧化铁，从而可减缓锅炉锈蚀。反应过程中每生成0.1 mol磁性氧化铁，转移的电子数为_________________。
（3）联氨-空气燃料电池的电解质为KOH溶液。写出该电池放电时负极的反应式________。
（4）联氨的制备方法有多种，尿素法是其中之一。在KMnO4的催化作用下，尿素CO(NH2)2和NaClO、NaOH溶液反应生成联氨、水和两种钠盐,写出该反应的化学方程式_________________。
参考答案
1． -2 NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O △H4=2△H3-2△H2-△H1 反应放热量大、产生大量气体 8.7×10-7 N2H6（HSO4）2 固体逐渐变黑，并有气泡产生 N2H4的用量少，不产生其他杂质（还原产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4
【详解】
（1）联氨是由两种非金属元素形成的共价化合物，电子式为，根据化合价代数和为零，其中氮的化合价为-2价。
（2）次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，Cl元素的化合价由+1价降低到-1价，N元素的化合价由-3价升高到-2价，根据得失电子守恒和原子守恒配平，反应的化学方程式为NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。
（3）根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为△H4=2△电动升降机构H3-2△H2-△H1。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，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。
（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++OH-,已知：N2H4+H+N2H5+的K=8异形总动员.7×107；KW=1.0×10-14，平衡常数K=c(N2H5+)·c(OH-)/c(N2H4)=c(H＋)·c(N2H5+)·c(OH-)/c(H＋)·c(N2H4)＝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，可观察到固体逐渐变黑，并有气泡产生；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，联氨与氧气的摩尔质量相同，则理论上1kg的联氨可除去水中溶解的氧气1kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是N2H4的用量少，不产生其他杂质，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。
2．B
【详解】
A．联氨与硫酸形成酸式盐时，酸过量，即氢离子过量，则氨基反应完全，化学式为N国家新型城镇化规划2014-20202H6(HSO4)2，A说法正确；
B．加入HCl溶液的体积为5mL，溶液中的溶质为N2H4、N2H5Cl，且物质的量相等，根据图像，溶液呈碱性，则c(N2H4)＞c()，pOH=6.06时，c(N2H4)=c()，加入HCl溶液的体积大于5mL，B说法错误；
C．加入HCl溶液体积为10mL时溶液中的溶质为N2H5Cl，根据溶液呈电中性，2c()+c()+c(H+)= c(Cl-)+ c(OH-)，根据图像可知，此时溶液呈酸性，c(H+)＞c(OH-)，两式相减，可得2c()+c()<c(Cl-)，C说法正确；
D．pOH=6.06时，c(N2H4)=c()，电离平衡常数=10-6.06，反应N2H4+H+的K===107.94，D说法正确；
3．B
【详解】
A、，pOH＝6时，c(N2H5＋)＝c(N2H4)，Kb1=10－6，故A正确；
B、由图中信息可知，pOH＝6时n(N2H4)与pOH＝15时n(N2H62＋)相等，但两溶液的体积不同，故两者浓度不同，B错误；
C、由图中信息可知，溶液中c(N2H62＋)︰c(N2H5＋)=1︰1时，pOH＝15，c(H＋)＝10mol/L，故C正确；
D、由图中信息可知，pOH由12增大到18时，N2H5＋减少、N2H62＋增多，所以对应的离子方程式为：N2H5++H+=N2H62+，故D正确。选B。
4．D
【详解】
A． ，pOH＝6时，c(N2H5+)＝c(N2H4)，Kb1=10-6，A选项正确；
B． 根据电荷守恒，N2H5Cl 溶液中存在：c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)，B选项正确；
C． 由图中信息可知，溶液中c(N2H62+)︰c(N2H5+)=1︰1时，pOH＝15，c(H+)＝10mol/L，C选项正确；
D． 由图中信息可知，pOH＝6时n(N2H4)与pOH＝15时n(N2H62+)相等，但两溶液的体积不同，故两者浓度不同，D选项错误；
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