Question

發(fā)射“神舟”系列飛船的長征火箭用肼（N₂H₄）作為燃料，N₂H₄與NH3有相似的化學(xué)性質(zhì)．
（1）寫出肼的電子式

 

；
（2）用拉席希法制備肼，是將NaClO和NH3反應(yīng)生成肼，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（3）在鍋爐水中加入N₂H₄，可以把鍋爐表面的氧化鐵還原為結(jié)構(gòu)緊密的四氧化三鐵保護層，寫出N2H4被氧化的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（4）通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能．

化學(xué)鍵	N-H	N-N	O=O	N≡N	O-H
鍵能/KJ?mol-1	386	167	498	946	460

發(fā)射火箭時肼（N₂H₄）為液態(tài)燃料，若在O₂（氣態(tài)）中燃燒，生成N₂（氣態(tài)）和H₂O（液態(tài)）．寫出肼燃燒的熱化學(xué)方程式

 

．
（5）發(fā)射火箭時肼（N₂H₄）為燃料，也可以二氧化氮或氟氣作氧化劑，分別寫出化學(xué)方程式：

 

、

 

．
（6）對比O₂、F₂、H₂O₂、NO₂四種助燃劑，放出熱量最多時應(yīng)選用

 

；實際我們選用的助燃劑是NO₂，主要考慮的因素是

 

．

Answer 1

考點：電子式,熱化學(xué)方程式,氨的化學(xué)性質(zhì)

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,元素及其化合物

分析：（1）氨分子中氫原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部為單鍵；
（2）NaClO和NH₃按物質(zhì)的量之比為1：2，則NH₃和NaClO的計量數(shù)2：1，然后根據(jù)原子守恒分析；
（3）在鍋爐水中加入N₂H₄，可以把鍋爐表面的氧化鐵還原為結(jié)構(gòu)緊密的四氧化三鐵保護層，N₂H₄ 被氧化，且反應(yīng)中無污染物生成，N₂H₄被氧化為氮氣，同時生成水；
（4）先寫出化學(xué)方程式，然后根據(jù)焓變=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計算焓變；
（5）肼和二氧化氮反應(yīng)生成氮氣和水；和氟氣反應(yīng)生成氮氣和氟化氫；
（6）氟氣放出的熱量最多，但生成氟化氫有污染．

解答： 解：（1）氨分子中氫原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部為單鍵，電子式為：，故答案為：；
（2）NaClO和NH₃按物質(zhì)的量之比為1：2，則NH₃和NaClO的計量數(shù)2：1，結(jié)合原子守恒可知反應(yīng)為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案為：NaClO+2NH₃═NaCl+N₂H₄+H₂O；
（3）在鍋爐水中加入N₂H₄，可以把鍋爐表面的氧化鐵還原為結(jié)構(gòu)緊密的四氧化三鐵保護層，N₂H₄ 被氧化，且反應(yīng)中無污染物生成，N₂H₄被氧化為氮氣，同時生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為6Fe₂O₃+N₂H₄=4Fe₃O₄+N₂↑+2H₂O，故答案為：6Fe₂O₃+N₂H₄═N2+4Fe₃O₄+2H₂O；
（4）N₂H₄燃燒的化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=167 kJ?mol^-1+386 kJ?mol^-1×4+498 kJ?mol^-1-946 kJ?mol^-1-460 kJ?mol^-1×4=-577 kJ?mol^-1，所以N₂H₄燃燒的熱化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1，故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-577kJ/mol；
（5）肼和二氧化氮反應(yīng)生成氮氣和水，化學(xué)方程式2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；和氟氣反應(yīng)生成氮氣和氟化氫，化學(xué)方程式N₂H₄+2F₂═N₂+4HF，故答案為：2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；N₂H₄+2F₂═N₂+4HF；
（6）氟氣放出的熱量最多，但生成氟化氫有污染；NO₂易液化，產(chǎn)物為氮氣和水，無污染，故答案為：F₂；燃燒產(chǎn)物無污染，NO₂易液化．

點評：本題考查化學(xué)方程式的書寫，反應(yīng)熱等，題目難度較大，反應(yīng)物與產(chǎn)物的判斷是解題的關(guān)鍵．