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n2h4中氮元素的化合价

n2h4中氮元素的化合价

2024-01-19 16:43 657浏览

n2h4是一种化合物,由于形成化合物的元素有固定的原子个数比,所以化学上就用“化合价”来表示原子之间相互化合的数目,那么,n2h4中氮元素的化合价是什么呢?下面将详细为大家介绍。

n2h4中氮元素的化合价

-2价。两个氮原子之间有一对共用电子对,所以氮的化合价为-2价。

氮元素简介

氮(Nitrogen)是一种化学元素,它的化学符号是N,它的原子序数是7。氮是空气中最多的元素,在自然界中存在十分广泛,在生物体内亦有极大作用,是组成氨基酸的基本元素之一。

氮及其化合物在生产生活中应用广泛。

发现简史:

1772年由瑞典药剂师舍勒发现,后由法国科学家拉瓦锡确定是一种元素。

1787年由拉瓦锡和其他法国科学家提出,氮的英文名称nitrogen,是“硝石组成者”的意思。中国清末化学家启蒙者徐寿在第一次把氮译成中文时曾写成“淡气”,意思是说,它“冲淡”了空气中的氧气。

元素名来源于希腊文,原意是“硝石”。

含量分布:

氮在地壳中的含量很少,自然界中绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中,氮气占空气体积的78%。氮的最重要的矿物是硝酸盐。

氮在地壳中的重量百分比含量是0.0046%,总量约达到4×1012吨。动植物体中的蛋白质都含有氮。土壤中有硝酸盐,例如KNO3。在南美洲智利有硝石矿(NaNO3),这是世界上唯一的这种矿藏,是少见的含氮矿藏。宇宙星际已发现含氮分子,如NH3、HCN等。

n2h4的性质

一、物理性质

肼是一种无色、可流动的发烟液体,有氨的气味或鱼腥味。肼易燃,燃烧时火焰呈紫色。肼具有d性、腐蚀性和刺激性。肼极易溶于水,还溶于醇和其他极性溶剂。肼密度为1.0045 g/mL(25 ℃);熔点2 ℃;沸点113.5 ℃;折射率1.46044(22 ℃);闪点52 ℃;蒸气压14.4 torr(25 ℃);临界温度379.85 ℃;临界压力145 atm;表面张力66.67 dyne/cm(25 ℃);介电常数51.7(25 ℃);黏度0.876 cP(25 ℃)。

二、化学性质

肼的热稳定性较差,受热分解为氨、氮气和氢气。肼可发生自电离,生成N₂H₅⁺和N₂H₃⁻。肼显弱碱性,其碱性弱于氨。肼有强还原性,能还原多种物质,如铬酸盐、卤素单质、氧气和多种有机物等。肼还可与二氧化碳、二氧化硫、碱金属等物质发生反应。

热分解:

肼虽是一种有较高生成热的吸热化合物,但热分解温度仍高达250℃。很多金属及其氧化物可催化这一分解过程,这些催化剂包括铜、钻、铝、铱及其氧化物,铁锈也起催化分解作用,在催化剂存在下分解温度大大下降。因此高浓度的肼应贮存于洁净的系统中。肼的热分解,难以实现单纯分解为氮和氢,过量的热,会同时有氨生成。

自电离:

肼可以发生小范围的自电离,生成N₂H₅⁺和N₂H₃⁻。

弱碱性:

肼与水反应显弱碱性,其碱性弱于氨。

还原性:

肼还原废水中的铬酸盐,生成不溶性的氢氧化铬沉淀物,从而将其完全去除。

肼在盐酸中还原碘酸钾,生成一氯化碘。

肼还原次氯酸钠,形成的产物取决于肼和次氯酸钠的摩尔比。当肼过量时,氨是产物之一;当次氯酸钠过量时,氨不会形成。

肼还原卤素单质,生成卤化氢。

肼还原重金属氧化物,生成重金属单质。此反应可用于在塑料或玻璃上镀金属膜。

肼还原氧气,生成水和氮气。此反应是火箭发动机中肼的燃烧、肼-氧燃料电池、锅炉用水除氧等过程的基本反应。

其他重要反应:

肼与二氧化碳反应,生成肼基甲酸。

肼与二硫化碳反应,生成二硫代肼基甲酸。

肼在碱性条件下与氯乙烷和二硫化碳反应,生成二硫代肼基甲酸甲酯。二硫代肼基甲酸甲酯是一种具有多种用途的有机物。

肼与碱金属或碱金属盐反应,生成肼的金属化物和氢气。

肼在水中与铁反应,生成四氧化三铁和氨,从而在铁金属表面提供一层保护涂层,起到防腐蚀的作用。

相关例题

肼(N2H4)又称联氨,可用如下方法制备:CO(NH2)2+ClO-+OH-=N2H4+Cl-+CO32-+H2O,下列说法不正确的是( )

A.N2H4是氧化产物

B.N2H4中存在极性键和非极性键

C.配平后,OH-的化学计量数为2

D.生成3.2gN2H4转移0.lmol电子

试题答案:

分析:该反应中,N元素化合价由-3价变为-2价,Cl元素化合价由+1价变为-1价,转移电子数为2,所以方程式为CO(NH2)2+ClO-+2OH-=N2H4+Cl-+CO32-+H2O,据此分析解答。

解答:该反应中,N元素化合价由-3价变为-2价,Cl元素化合价由+1价变为-1价,转移电子数为2,所以方程式为CO(NH2)2+ClO-+2OH-=N2H4+Cl-+CO32-+H2O,

A.N元素化合价由-3价变为-2价,所以尿素是还原剂,肼是氧化产物,故A正确;

B.肼分子中N-H原子之间存在极性键,N-N原子之间存在非极性键,故B正确;

C.根据以上分析知,配平后,氢氧根离子的化学计量数是2,故C正确;

D.3.2g肼的物质的量是0.1mol,生成3.2gN2H4转移电子物质的量=0.1mol×[1-(-1)]=0.2mol,故D错误;

故选D。

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