moea_joint
104年
[化學] 普通化學、無機化學
第 17 題
聯胺的製造一般是透過次氯酸和氨水反應而得，下列何者是正確的平衡式？
- A $2\text{NH}_{3(aq)} + \text{ClO}^-_{(aq)} \rightarrow \text{N}_2\text{H}_{4(aq)} + \text{ClO}_{3(aq)}^- + \text{H}_2\text{O}$
- B $2\text{NH}_{3(aq)} + \text{ClO}_{3(aq)}^- \rightarrow \text{N}_2\text{H}_{4(aq)} + \text{ClO}_{2(aq)}^- + \text{H}_2\text{O}$
- C $2\text{NH}_{3(aq)} + \text{ClO}_{2(aq)}^- \rightarrow \text{N}_2\text{H}_{4(aq)} + \text{Cl}^-_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{2(aq)}$
- D $2\text{NH}_{3(aq)} + \text{ClO}^-_{(aq)} \rightarrow \text{N}_2\text{H}_{4(aq)} + \text{Cl}^-_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}$
思路引導 VIP
如果我們希望讓兩個氨分子中的氮原子連結在一起形成化學鍵，氮原子的氧化態應該要升高還是降低？此外，若要促使這種變化發生，我們選用的另一種反應物應該具備強氧化性還是強還原性？請試著從氧化數變化的角度出發，思考哪種含氯離子最能達成這個目的。
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AI 詳解
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恭喜你準確地判斷出正確答案！這題考察的是工業上著名的拉西法（Raschig process），也就是利用氨氣與次氯酸鈉反應來製備聯胺。你能從眾多選項中辨識出產物與反應物的對應關係，顯示你對無機化學反應的掌握非常紮實。
拉西法的反應本質
在反應過程中，氨（$\text{NH}3$）中的氮氧化數由 $-3$ 變為聯胺（$\text{N}2\text{H}4$）中的 $-2$，這是一個氧化過程；而次氯酸根（$\text{ClO}^-$）中的氯氧化數由 $+1$ 降至氯離子（$\text{Cl}^-$）中的 $-1$，屬於還原過程。根據電子得失守恆，兩分子的氨會對應一分子的次氯酸根，並產生水分子來平衡氫與氧原子，因此選項 (D) $2\text{NH}{3(aq)} + \text{ClO}^-{(aq)} \rightarrow \text{N}2\text{H}{4(aq)} + \text{Cl}^-{(aq)} + \text{H}_2\text{O}$ 是唯一符合質量與電荷守恆的平衡式。
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