化学：竞赛辅导试题集 - 联胺和叠氮酸

化学竞赛试题——联胺和叠氮酸

A组

i

．联氨（NH2－NH2）又称肼，可用来除去高压锅炉中溶解的氧，此反应可表示为：N2H4＋O2→N2＋

H2O，下列叙述正确的是

A 联氨分子中只有极性键 B 联氨是离子化合物

C 2kg联氨可以除去2kg溶解氧 D 此反应中，联氨既是氧化剂又是还原剂 ii．已知联氨（H2N－NH2）与NH3的性质相似，如：

4NH3＋3O2（纯）

关于N2H4性质叙述中错误的是

A 溶于水溶液呈碱性 B 沸点比NH3高

C 还原性比NH3强 D 1mol N2H4可与2mol HCl反应

iii

2N2＋6H2O N2H4＋O2（空气）N2＋2H2O

．氢叠氮酸（HN3）与醋酸酸性相近。氢叠氮酸盐（NaN3）稳定，但撞击发生爆炸生成氮气。下列

中不正确的是

有关氢叠氮酸及其盐的说法

A 固体HN3属于分子晶体 B HN3的水溶液呈弱酸性 C NaN3的水溶液呈酸性 D NaN3可用于汽车防撞保护气囊

iv

．叠氮酸（HN3）与醋酸酸性相似，下列叙述中错误的是

A HN3水溶液中微粒浓度大小顺序为：c(HN3)＞c(H＋)＞c(N3ˉ)＞c(OHˉ) B HN3与NH3作用生成的叠氮酸铵是共价化合物

C NaN3水溶液中离子浓度大小顺序为：c(Na＋)＞c(N3ˉ)＞c(OHˉ)＞c(H＋) D N3ˉ与CO2含相等电子数

v．在水溶液中N2H5＋将Fe3＋还原为Fe2＋：N2H5＋＋4Fe3＋→4Fe2＋＋Y＋??，则Y可能是 。该反应的离子方程式为 。

vi．氮可以形成多种离子，如N3－、N3－、NH4＋、NH2－、N2H5＋、N2H62＋等。已知N2H5＋和N2H62＋是由中性分子结合质子形成的，有类似于NH4＋的性质。

（1）l个N3－离子中含有 个电子。

（2）形成N2H5＋离子的中性分子的结构式是 。

（3）写出N2H62＋离子在足量的强碱溶液中共热所发生反应的离子方程式。

vii．我们发射的“长二捆”火箭的燃料主要是由偏二甲肼(CH3)2N－NH2和氧化剂N2O4组成的。火箭点火燃烧后生成氮气、二氧化碳和水，同时放出大量的热，共产生强大的推力。请写出该反应的化学方程式： 。

viii．据报道把Apollo送上太空的燃料是N2H4（g），氧化剂是N2O4。写出发射时反应的方程式。为什么用N2H4和N2O4？

ix

．第二周期非金属元素的氢化物分子中去掉一个氢原子，将剩余的基团相互连接（相同或不同的基

团均可以）能形成一系列新的物质。例如，二个相同的－CH3连接成CH3－CH3，相个相同的－OH连接成H2O2。

（1）现将二个相同的________连接成分子，已知1摩尔A能与2摩尔HCl发生中和反应生成正盐，则A分子式是___________，A的水溶液呈_____（酸、碱、中）性。A与HCl反应生成正盐的方程式可表示为_______________________________________。

（2）A在氧化还原反应中与H2O2相似，既可以作氧化剂，又可作还原剂。试从化合价态分析产生这种情况的原因是_______________________________________________。

（3）除去高压锅炉用水中溶解的O2，常用的试剂有A或Na2SO3。请写出A和O2反应生成不活泼气体的化学方程式_________________________________________。

（4）除去等物质的量的O2，所消耗的A和Na2SO3的质量之比为 。和A相比较，Na2SO3会造成锅炉腐蚀的原因是_________________________________________。

x

．运载宇宙飞船的火箭燃料除液态双氧水外，还有另一种液态化合物N2H4。请回答下列问题：

（1）化合物N2H4的电子式为________；

（2）若8g液态化合物N2H4与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒且不污染环境的气态物质，并放出375kJ的热量。写出该反应的热化学方程式__________________。

（3）任写出两种与N2H4等电子数的氢化物的分子式__________、__________。

xi

．肼（化学式为N2H4）也是一种常用的火箭燃料，对应的氧化剂通常是过氧化氢，当它们混合反应

时，即产生大量的热。已知0.2mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出128.326kJ的热量。

（1）肼的电子式__________；

（2）该反应的热化学方程式为__________________________；

（3）已知H2O（l）＝H2O（g）；ΔH＝44kJ，则16g液态肼与液态双氧水生成液态水时放出的热量是________kJ；

（4）该反应除产生大量的热量外，还有一个突出的优点是_________________。

xii

．2003年10月16日“神舟”五号成功发射和安全着陆，我国首次载人航天飞行取得圆满成功，实

现了中华民族千年航天梦。在航天工业中，火箭推进剂主要由燃料和氧化剂组成。这类反应不仅要求放出能量高，而且产物必须无污染。

（1）将“神五”送上太空的“长征2F”火箭使用的燃料主要是偏二甲肼，其结构可以看作是两个甲

基和一个氨基替代了氢分子中的三个氢原子。偏二甲肼的结构简式是________；偏二甲肼的同分异构体有多种，任意写出其中两种的结构简式 。

（2）对偏二甲肼结构和性质的推恻正确的有

A 偏二甲肼属于无机物 B 偏二甲肼分子中含有离子键

C 固态时是分子晶体 D 分子中的所有的N原子和C原子都在同一平面上

（3）肼（化学式为N2H4）也是一种常用的火箭燃料，对应的氧化剂通常用过氧化氢。1g液态肼与足量的过氧化氢反应时放出25.6kJ的热量（通常状况下测定）。

肼和过氧化氢反应的热化学方程式是 。

xiii

．在航天工业上，火箭推进剂主要由燃料和氧化剂组成，这类反应不仅要求放出能量高，而且产

物必须无污染。将“神舟”五号送上太空的“长征2F”火箭使用的燃料主要是偏二甲肼，其结构可以看作是两个甲基和一个氨基替代了氨分子中的三个氢原子。

（1）偏二甲肼的结构简式是__________；

（2）偏二甲肼的同分异构体有______种（不包括本身），任意写出其中两种的结构简式____________； （3）对偏二甲肼结构和性质的推测正确的是（ ） A 偏二甲肼具有碱性，可与盐酸反应 B 固态时为分子晶体

C 偏二甲肼分子中含有离子键

D 分子中的所有的氮原子和碳原子都在同一平面上

（4）偏二甲肼燃烧时所用的氧化剂是N2O4，燃烧产物只有N2、CO2和H2O，在该反应中，被氧化的氮与被还原的氮的物质的量之比是（ ）

A 1︰2 B 2︰1 C 3︰4 D 4︰3

（5）火箭起飞时可以看到一级火箭的中部会冒出红棕色气体，这种气体是为了保证储箱安全，由保险活门自动开启所排出的部分高压氧化剂而来，这种变化的化学方程式是 。

xiv．某固体化合物，一经撞击就发生分解，产生大量气体，所以该化合物应用于汽车安全装置中。经测此化合物只有N、H两种元素组成，其中含N质量分数为93.29%，试写出此化合物的结构式 ，每100g此化合物，受撞击后可生成 L的气体（在298K、120kPa的条件下）。

xv．我国研制的长征捆绑式火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲（基）肼”和四氧化二氮作为液体燃料。

（1）已知偏二甲（基）肼的相对分子质量为60，其中含碳40%，含氢13.33%，其余为氮；又知其分子中有一个氮原子不与氢原子相连。通过计算写出偏二甲（基）肼的化学式和分子结构简式：

（2）在发动机中偏二甲（基）肼在四氧化二氮中充分燃烧，写出该燃烧反应的化学方程式（反应中

所有的氮元素均转化为N2）

B组

xvi

．小汽车的防撞气囊中装有一种能在撞车后10ms（10－3s）内发生爆炸性反应的物质NaN3（其化学

反应方程式为：2NaN3＝2Na＋3N2↑），驾驶员可在汽车遭撞击后受气囊的保护而脱险。此外气囊内还装有陶土、氧化铁粉末等物质，以使袋内产生的N2在100ms～200ms内“消失”，同时袋内的钠变成氧化钠。则下列说法中不正确的是

A 在1mol N3离子中共含有16mol电子

B 配方中NaN3与Fe2O3的物质的量之比应在6︰1左右 C 袋内N2迅速“消失”的目的是不致使人反弹 D 气囊的保护作用是通过延长作用时间实现的

xvii

－

．为了尽可能地减轻由碰撞引起的伤害，汽车还装备了安全气囊系统，这个系统包括传感器、充气

器、折叠气囊、点火器、固体颗粒等。其中固体颗粒的核心成分是NaN3、NaNO3、Fe2O3、SiO2等的混合物，当汽车前方受到高速碰撞时，装在车前端的______将碰撞信号传给 ，从而引发NaN3分解生成Na，并释放出大量的单质气体，使折叠气囊迅速膨胀。起到了阻止人体前冲的作用。该反应的化学方程式是： 。

xviii

．已知联氨（H2N－NH2）与NH3性质相似，如

4NH3＋3O2（纯）

2N2＋6H2O N2H4＋O2（空气）

N2＋2H2O

根据上述信息回答：

（1）联氨溶于水，溶液呈 （填“中性”，“酸性”，“碱性”）。 （2）联氨在固态时属于 晶体，其沸点比NH3（填“高”，“低”）。 （3）联氨的还原性比NH3 （填“强”，“弱”）。

xix

．氮元素可形成多种离子，如N3－、NH2－、NH4+、N2H3－、N2H5+、N2H62＋等。

NH2－＋NH4+。

①液态氨、N2H4等可发生自偶电离，例如：2NH3

②N2H5+、N2H62+等与NH4+性质相似，N2H3－等与NH2－性质相似。 试写出：

（1）N2H4自偶电离方程式

（2）N2H5离子的电子式 ，NH2离子的电子式 （3）N2H5Cl溶液与KOH溶液混合所发生反应的离子方程式。 （4）①写出三种由多原子（三个以上）组成的与N3

式 、 、 。

－

+

－

电子数相同的物质的分子