Question

【題目】2016年9月我國成功利用大功率運(yùn)載火箭發(fā)射“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室。火箭推進(jìn)器中裝有還原劑肼（N2H4）（液態(tài)）和強(qiáng)氧化劑過氧化氫（H2O2），如圖是一定量肼完全反應(yīng)生成氮?dú)夂退�過程中的能量變化圖。請回答下列問題：

（1）肼又名聯(lián)氨，請推測它的結(jié)構(gòu)式：__________________________。

（2）液態(tài)肼與過氧化氫的反應(yīng)屬于________（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

（3）寫出該火箭推進(jìn)器中相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________。

（4）已知肼和氧氣可發(fā)生如下反應(yīng)：N2H4（g）+O2（g）N2（g）+2H2O（g）

①某溫度下，容積固定的密閉容器中，下列描述可說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡的是______。

A. υ（N2） = υ（N2H4）

B. c（N2H4） : c（O2） : c（N2） = 1:1:1

C. 混合氣體的密度不再發(fā)生變化

D. 體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

E. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化

F. 每斷開1 mol O=O鍵，同時斷開4 mol H-O鍵

②若想要增加該反應(yīng)的正反應(yīng)速率，你認(rèn)為一定可行的方法有：____________。

A. 升高反應(yīng)溫度 B. 加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?

C. 向容器中加入氧氣 D. 向容器中加入氖氣

Answer 1

【答案】 放熱 N2H4 + 2H2O2 = N2 + 4H2O DEF ABC

【解析】（1）肼的化學(xué)式為N2H4，N原子最外層有5個電子，形成三對共用電子對達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

（2）反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，肼與過氧化氫的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。

（3）肼與過氧化氫反應(yīng)生成N2和H2O，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平。

（4）①根據(jù)反應(yīng)達(dá)到平衡的本質(zhì)標(biāo)志和特征標(biāo)志作答。

②根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響作答。

（1）肼的化學(xué)式為N2H4，N原子最外層有5個電子，形成三對共用電子對達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，肼的電子式為，結(jié)構(gòu)式為。

（2）反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，肼與過氧化氫的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。

（3）肼與過氧化氫反應(yīng)生成N2和H2O，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，火箭推進(jìn)器中發(fā)生的反應(yīng)為N2H4+2H2O2=N2+4H2O。

（4）①A項(xiàng)，υ（N2）=υ（N2H4）未指明是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，c（N2H4）：c（O2）：c（N2）=1:1:1，不代表各組分的濃度保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；C項(xiàng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，混合氣體的總質(zhì)量始終不變，密閉容器的容積固定，混合氣體的密度始終不變，混合氣體的密度不再變化不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D項(xiàng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，建立平衡的過程中氣體分子物質(zhì)的量增大，在恒溫恒容時，體系的壓強(qiáng)增大，達(dá)到平衡時氣體分子物質(zhì)的量不變，體系的壓強(qiáng)不變，體系的壓強(qiáng)不再變化能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；E項(xiàng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，混合氣體的總質(zhì)量始終不變，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，建立平衡的過程中氣體分子物質(zhì)的量增大，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，達(dá)到平衡時混合氣體分子物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；F項(xiàng)，每斷開1molO=O鍵同時生成4molH-O鍵，生成4molH-O鍵同時斷開4molH-O鍵，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是DEF，答案選DEF。

②A項(xiàng)，升高反應(yīng)溫度，該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增加；B項(xiàng)，加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，降低反�?yīng)的活化能，該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增加；C項(xiàng)，向容器中加入O2，增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率增加；D項(xiàng)，向恒容容器中加入氖氣，各組分濃度不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變；增加正反應(yīng)速率的方法有：ABC，答案選ABC。