Question

6．已知氧、碳、氮、磷元素的某些物質(zhì)具有相似的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)．請回答下列問題：
（1）氧元素的氫化物除H₂O外，還有H₂O₂；碳元素的氫化物除CH₄外，還有C₂H₆等；氮元素的氫化物除NH₃外，還有含2個氮原子的分子的化學(xué)式為N₂H₄，其沸點比氨氣高（填“高”或“低”），該氫化物與足量鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂．
（2）類似于碳原子，氮原子間也可形成鏈狀結(jié)構(gòu)．某鏈狀結(jié)構(gòu)的氮氫化合物中，氮原子間只以N-N單鍵形式連接形成氫化物．該系列氮氫化合物化學(xué)通式為N_nH _n+2（n≥1且n為正整數(shù)）（n表示氮原子個數(shù)）．
（3）生活中廣泛使用烴類物質(zhì)（C_mH_n）燃料，火箭發(fā)射時的高能燃料常用氮氫化合物，比如肼N₂H₄．2014年10月31日在測試飛行時墜毀的維珍銀河公司“太空船2號”商業(yè)載人飛船用N₂H₄燃料，但助燃劑選擇不當(dāng)據(jù)說是事故原因之一．經(jīng)分析該助燃劑分子由氮、氧原子組成，分子中原子最外層電子總數(shù)和CO₂分子中原子最外層電子總數(shù)相同．該助燃劑的化學(xué)式為N₂O．上述燃燒反應(yīng)產(chǎn)物綠色、環(huán)保，寫出該燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂H₄+2N₂O=3N₂+2H₂O
（4）分子式為N₄的氮元素的同素異形體，結(jié)構(gòu)等同于白磷，N₄中每個原子滿足最外層8e-結(jié)構(gòu)．則1molN₄中含有6N_A對共用電子對．已知NH₃、-NH₂、、一定條件下都可以和H⁺結(jié)合．則N₄和足量的H⁺反應(yīng)生成的粒子的化學(xué)式為N₄H₄⁴⁺．
（5）化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種化學(xué)式為N₄H₄的離子化合物，一定條件下1mol N₄H₄熔融電離生成兩種離子，其中一種為NH₄⁺，該物質(zhì)熔融時電離方程式為N₄H₄=NH₄⁺+N₃^-．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)信息結(jié)合常識判斷含2個氮原子的分子為肼；依據(jù)相對分子質(zhì)量大小判斷其熔沸點，然后書寫化學(xué)反應(yīng)方程式即可；
（2）每個N原子能形成3個共價鍵，可以和氮原子、氫原子都能形成共價鍵，利用數(shù)學(xué)歸納法確定其通式；
（3）依據(jù)該N、O化合物與二氧化碳屬于等電子體，推斷出該氧化物即可；綠色環(huán)保，氮的燃燒產(chǎn)物為氮氣符合題意，據(jù)此書寫即可；
（4）白磷分子為正四面體，每個邊都代表一個P-P鍵，所以共6個P-P共價鍵，據(jù)此推斷即可；N₄中每個原子滿足最外層8e^-結(jié)構(gòu)，還含有1對孤對電子，每個N原子還能單獨結(jié)合1個H離子，據(jù)此解答即可；
（5）依據(jù)題意，結(jié)合氮元素、H元素守恒書寫電離方程式即可．

解答 解：（1）含2個氮原子的分子為肼，化學(xué)式為N₂H₄；由于其相對分子質(zhì)量較氨氣大，故熔沸點比氨氣高，肼與HCl反應(yīng)方程式為N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂，
故答案為：N₂H₄；高；N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（2）當(dāng)?shù)�原子個數(shù)為1時，氫原子個數(shù)為3，
當(dāng)?shù)�原子個數(shù)為2時，氫原子個數(shù)為4，
當(dāng)?shù)�原子個數(shù)為3時，氫原子個數(shù)為5，
當(dāng)?shù)�原子個數(shù)為4時，氫原子個數(shù)為6，
當(dāng)?shù)�原子個數(shù)為n時，氫原子個數(shù)為n+2，
所以其通式為N_nH _n+2（n≥1且n為正整數(shù)），
故答案為：N_nH _n+2（n≥1且n為正整數(shù)）；
（3）該助燃劑分子由氮、氧原子組成，分子中原子最外層電子總數(shù)和CO₂分子中原子最外層電子總數(shù)相同，故該助燃劑為：N₂O，由于該反應(yīng)產(chǎn)物綠色環(huán)保，故N的產(chǎn)物應(yīng)為氮氣，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理書寫，化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2N₂O=3N₂+2H₂O，
故答案為：N₂O；N₂H₄+2N₂O=3N₂+2H₂O；
（4）白磷分子為正四面體，每個邊都代表一個P-P鍵，所以共6個P-P共價鍵，N₄的結(jié)構(gòu)等同于白磷，故1molN₄中含有6molN-N鍵，N₄中每個原子滿足最外層8e^-結(jié)構(gòu)，還含有1對孤對電子，每個N原子還能提供1個空軌道，結(jié)合1個H離子，故可以形成N₄H₄⁴⁺，
故答案為：6N_A；N₄H₄⁴⁺；
（5）1mol N₄H₄熔融電離生成兩種離子，其中一種為NH₄⁺，依據(jù)N元素與H元素守恒得知另外一種離子應(yīng)為：N₃^-，電離方程式為：N₄H₄=NH₄⁺+N₃^-，
故答案為：N₄H₄=NH₄⁺+N₃^-．

點評 本題主要考查的是氮元素及其化合物，涉及氮的化合物的性質(zhì)、熔沸點的比較，方程式的書寫、共價鍵等，考查的知識點較多，難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．