N _ 2 H _ 4 是一种强还原性的高能物质,在航天、…——2023 高考化学第 14 题答案解析

2023_省自主命题(湖南)

2023 湖南 第 14 题 单选题 区分题
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14. $\mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { H } _ { 4 }$ 是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用 $\left[ \mathrm { L } - \mathrm { R u } - \mathrm { N H } _ { 3 } \right] ^ { + }$ 表示)能高效电催化氧化 $\mathrm { N H } _ { 3 }$ 合成 $\mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { H } _ { 4 }$ ,其反应机理如图所示。

下列说法错误的是

A. Ru (Ⅱ)被氧化至Ru (Ⅲ)后,配体 $\mathrm { N H } _ { 3 }$ 失去质子能力增强
B. M 中Ru的化合价为+3
C. 该过程有非极性键的形成
D. 该过程的总反应式: $4 \mathrm { N H } _ { 3 } - 2 \mathrm { e } ^ { - } = \mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { H } _ { 4 } + 2 \mathrm { N H } _ { 4 } ^ { + }$
参考答案

B

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【答案】B

【解析】

【详解】A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后, $\left[ \mathrm { L - R u - N H } _ { 3 } \right] ^ { 2 + }$ 中的Ru带有更多的正电荷,其与N 原子成键后,Ru吸引电子的能力比Ru(Ⅱ)强,这种作用使得配体 $\mathrm { N H } _ { 3 }$ 中的N H— 键极性变强且更易断裂,因此

其失去质子(H<sup>+</sup>)的能力增强,A 说法正确;

B.Ru(Ⅱ)中Ru的化合价为+2,当其变为Ru(Ⅲ)后,Ru的化合价变为+3,Ru(Ⅲ)失去2个质子后,N原子产生了1个孤电子对,Ru的化合价不变;M 为 $\biggl [ \mathrm { L } - \mathrm { R u } - \dot { \mathrm { N } } \mathrm { H } _ { 2 } \biggr ] ^ { + }$ ,当 $\left[ \mathrm { L } - \mathrm { R u } - \mathrm { N H } _ { 2 } \right] ^ { + }$ 变为M 时,N 原子的孤电子对拆为2个电子并转移给Ru1个电子,其中Ru的化合价变为+2,因此,B说法不正确;C.该过程M 变为 $\left[ \mathrm { L } - \mathrm { R u } - \mathrm { N H } _ { 2 } - \mathrm { N H } _ { 2 } - \mathrm { R u } - \mathrm { L } \right] ^ { 2 + }$ 时,有N N- 键形成,N N- 是非极性键,C说法正确;D.从整个过程来看, 4个 $\mathrm { N H } _ { 3 }$ 失去了2个电子后生成了1个 $\mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { H } _ { 4 }$ 和2个 $\mathrm { N H } _ { 4 } ^ { + }$ ,Ru(Ⅱ)是催化剂,因此,该过程的总反应式为 $\mathsf { \Pi } \mathsf { N H } _ { 3 } - 2 \mathsf { e } ^ { - } = \mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { H } _ { 4 } + 2 \mathrm { N H } _ { 4 } ^ { + }$ ,D 说法正确;综上所述,本题选B。

二、非选择题:本题共 4小题,共 58分。

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