高三化学二轮复习19-小专题-肼的考点梳理与学习

第(第(02)期学号姓名课题：寒“肼”深无极人谓藏虬龙 ——肼的考点梳理与学习编写:孙向东校对:王润芝化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”5个方面。其中素养3证据推理与模型认知的要求是，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。 《普通高中化学课程标准》在烃的性质与应用主题中，有明确的内容要求：认识烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的组成和结构特点，比较这些有机化合物的组成、结构和性质差异。了解烃类在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。 如烷烃是碳的一系列氢化物，如CH4、C2H6、C3H8、C4H10……CnH2n+2。 氮和碳一样也存在一系列氢化物，如NH3、N2H4、N3H5、N4H6……NnHn+2。其中最常见的、最常考查的是NH3和N2H4。下面我们就对N2H4的结构与性质做一梳理。一．肼的结构：分子式结构式电子式N原子杂化方式球棍模型空间填充模型N2H4sp3不等性杂化所有原子不共平面〖说明〗N2H4有顺式和反式两种构象，沿NN方向观察，得到两种投影：观察方向反式 顺式二．肼的物理性质： 1．肼又叫联氨，是无色的剧毒化合物，常态下呈无色油状液体，气味类似氨。2．易溶于水、醇、氨等溶剂，但不溶于乙醚和苯。3．熔点1.4℃，沸点113.5℃，密度1.004g·cm－3(25℃)4．肼的介电常数很高，液态肼的盐溶液能导电。三．肼的制法： 1．由次氯酸钠与氨反应制取：NaClO+2NH3N2H4+NaCl+H2O2．用尿素制取：CO(NH2)2+2NaOH+NaClONa2CO3+N2H4+NaCl+H2O3．由氨、丙酮的混合物与氯气反应的产物水解制取，同时得到联氨和丙酮：4NH3+CH3COCH3+Cl2(CH3)2C(N2H2)+2NH4Cl+H2O；(CH3)2C(N2H2)+H2O(CH3)2CO+N2H4四．肼的化学性质： 1．碱性：肼是一种二元弱碱：（肼显碱性的机理与NH3是一样的：NH3+H2ONH4++OH－）NH4+结构为N2H4+H2ON2H5++OH－ Kθ8.7×10－7 N2H5+结构为N2H5++H2ON2H62++OH－ Kθ1.9×10－14 N2H62+结构为〖说明〗N2H4分子中每个N原子均有一对孤电子对，可与1个H+或2个H+形成配位键。即：N2H4+H+N2H5+，N2H4+2H+N2H62+。 肼与盐酸、硫酸的反应情况如下：①当时，发生HCl+N2H4N2H5Cl②当时，发生2HCl+N2H4N2H6Cl2③当时，发生H2SO4+2N2H4(N2H5)2SO4④当时，发生H2SO4+N2H4N2H6SO4⑤当时，发生2H2SO4+N2H4N2H6(HSO4)2 2．不稳定性： N2H4N2+2H2 3N2H4N2+4NH3 3．还原性：①N2H4+2H2O2N2↑+4H2O②N2H4+O2N2+2H2O③N2H4+2I2N2↑+4HI④N2H4+2CuON2↑+2Cu+2H2O⑤N2H4+4AgNO34Ag↓+N2↑+4HNO3⑥N2H4+4AgBrN2↑+4Ag↓+4HBr⑦N2H4+HNO22H2O+HN3（叠氮酸）⑧N2O4

+2N2H43N2+4H2O⑨5N2H4+4KMnO4+6H2SO45N2↑+4MnSO4+2K2SO4+16H2O4．配合性：N2H4中N原子上有孤对电子，因此肼可做为配体。 Co3++6N2H4[Co(N2H4)6]3+ Pt2++2NH3+2N2H4[Pt(NH3)2(N2H4)2]2+五．肼的用途：1．与四氧化二氮混合使用可当作火箭的燃料。N2O4+2N2H43N2↑+4H2O2．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+O22H2O+N2↑肼是强还原剂，在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属，可用于镜面镀银，在塑料和玻璃上镀金属膜。偏二甲肼(CH3)2NNH2用作火箭燃料。肼作为高压锅炉给水脱氧剂，能使锅炉内壁的铁锈变成磁性氯化铁层，可减缓锅炉锈蚀。六．学以致用：1．在结构上N2H4和NH3的关系有如H2O2和H2O的关系，请回答下列问题：⑴N2H4能发生下列反应：N2H4

+H3O+N2H5++H2O N2H4

+H2ON2H5++OH－N2H5++H2ON2H62++OH－ N2H5++H2ON2H4+H3O+据此可得出的结论是 。（填序号）A．肼水解显酸性 B．肼在水中电离出H+C．肼是二元弱碱 D．肼是二元弱酸⑵N2H4和H2O2分子中孤对电子数前者和后者的关系是 。A．相等 B．大于 C．小于 D．无法确定⑶下列有关NH3、N2H4、H2O和H2O2性质叙述正确的是 。A．H2O2热稳定性比H2O强 B．NH3热稳定性比水强C．H2O2还原性比N2H4强 D．NH3结合质子的能力比水强2．室温下向N2H4水溶液中滴加某强酸，溶液的pH与离子浓度关系如图所示，下列说法正确的是（）A．N2H4在水溶液中的第二步电离平衡常数为10－1B．N2H62++N2H42N2H5+的平衡常数为1.0×109C．N2H5Cl溶液中N2H5+的水解能力小于电离能力D．N2H6Cl2溶液中：c(Cl－)2c(N2H5+)+2c(N2H62+)3．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：⑴联氨分子的电子式为 ，其中氮的化合价为 。⑵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： 。高三化学小专题第(02)期第二张班级学号姓名 “肼的考点梳理”专题练习⑶ 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 。⑷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 。⑸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： 。4．已知二元化学物A可以用次氯酸钠和过量的氨气制备，6.4gA完全燃烧得到4.48L的氮气(已折算成标准状况)。A可以与新制Cu(OH)2反应，生成砖红色沉淀，同时生成密度为1.25g/L的无色无味的气体(已折算成标准状况)。请回答下列问题：⑴A的化学式为

。⑵写出次氯酸钠与过量的氨气反应生成的化学方程式

。在制备过程中需氨气过量的理由是 。⑶写出4与新制Cu(OH)2反应的化学方程式

。⑷已知在一定条件下可与等物质的量的H2O2恰好完全反应得到B，化合物B与A所含元素相同，摩尔质量小于A，实验表明，B可能存在两种同分异构体。①B的化学式为

。②写出B的可能的两种同分异构体的结构式 。5．肼是重要的化工原料，某化学兴趣小组利用下列反应制取水合肼（N2H4·H2O）：【实验一】制备NaClO溶液⑴将氯气通入到盛有NaOH溶液的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式是： 。【实验二】制取水合肼（实验装置如图）控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内溶液，收集108～114℃馏分。（已知N2H4·H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl）⑵分液漏斗中的溶液是 （填序号）A．NaOH和NaClO混合溶液B．CO(NH2)2溶液选择的理由是 。【实验三】测定馏分中肼含量水合肼具有还原性，可以生成氮气，测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：A．称取馏分5.000g，加入适量NaHCO3固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250mL溶液B．移取25.00mL于锥形瓶中，加入10mL水，摇匀C．用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失，滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准液的体积D．进一步操作与数据处理⑶水合肼与碘溶液反应的化学方程式为 ；滴定过程中，NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右，原因是 。⑷滴定时，碘的标准溶液盛放在 滴定管中（填“酸式”或“碱式”）；若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00mL，馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为 。（保留三位有效数字）⑸为获得更可靠的滴定结果，步骤d中进一步操作主要是 。6．肼(N2H4)和亚硝酸钠在化工生产及航天工业中具有十分广泛的应用，下图是以液氨为原料生 产肼和亚硝酸钠的工艺流程图(肼能与水混溶，形成稳定的N2H4·H2O)： 请回答下列问题：⑴NaNO2中N的化合价为 。⑵写出一定条件下在NaClO溶液中通入NH3得到成品液1的化学方程式： 。⑶由成品液2得到成品固体混合物需经过的操作步骤为。⑷亚硝酸钠在一定条件下能与无水肼反应生成一种钠氮化合物和水，生成的钠氮化合物中钠的质量分数为35.38%。则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为，该反应中的氧化产物是。⑸已知所得成品固体混合物中含有2种钠盐，若要获得NaNO2产品，则需要除去的物质为______(填化学式)；使用Pb进行处理时，杂质能转变为NaNO2，而Pb转化成PbO，则这一处理过程发生反应的化学方程式为。7．肼(N2H4)又称联氨，广泛用于火箭推进剂、化工原料及燃料电池等方面。请回答下列问题：⑴肼是火箭的高能燃料，该物质燃烧时生成水蒸气和氮气，已知某些化学键能如下：化学键OHNNNHO=ON≡N键能/kJ·mol－1467160391498945①N2H4中氮元素的化合价为。②气态N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为。⑵传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液，该反应的离子方程式为： 。⑶肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生反应的电极反应式为 。⑷盐酸肼(N2H6Cl2)是一种化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似，但分步水解。①写出盐酸肼第一步水解的离子方程式 。②盐酸肼水溶液中离子浓度的关系为 （填序号）。A．c(Cl－)>c([N2H5·H2O+])>c(H+)>c(OH－)B．c(Cl－)>c(N2H62+)>c(H+)>c(OH－)C．c(N2H62+)+c([N2H5·H2O+])+c(H+)=c(Cl－)+c(OH－)⑸常温下，将0.2mol/L盐酸与0.2mol·L－1肼的溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积变化），若测定混合液的pH=6，混合液中水电离出的H+与0.1mol/L盐酸中水电离出的H+浓度之比为。2024小专题(02)期—肼的考点梳理—参考答案：1．【答案】⑴C ⑵C ⑶D2．【答案】B3．【答案】⑴－2⑵2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O⑶2ΔH3－2ΔH2－ΔH1反应放热量大、产生大量气体⑷8.7×10－7N2H6(HSO4)2⑸