Question

【题目】2016年9月我国成功利用大功率运载火箭发射“天宫二号”空间实验室。火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）（液态）和强氧化剂过氧化氢（H2O2），如图是一定量肼完全反应生成氮气和水过程中的能量变化图。请回答下列问题：

（1）肼又名联氨，请推测它的结构式：__________________________。

（2）液态肼与过氧化氢的反应属于________（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）写出该火箭推进器中相关反应的化学方程式：_____________________。

（4）已知肼和氧气可发生如下反应：N2H4（g）+O2（g）N2（g）+2H2O（g）

①某温度下，容积固定的密闭容器中，下列描述可说明上述反应达到平衡的是______。

A. υ（N2） = υ（N2H4）

B. c（N2H4） : c（O2） : c（N2） = 1:1:1

C. 混合气体的密度不再发生变化

D. 体系的压强不再发生变化

E. 混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

F. 每断开1 mol O=O键，同时断开4 mol H-O键

②若想要增加该反应的正反应速率，你认为一定可行的方法有：____________。

A. 升高反应温度 B. 加入适当的催化剂

C. 向容器中加入氧气 D. 向容器中加入氖气

Answer 1

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

【解析】（1）肼的化学式为N2H4，N原子最外层有5个电子，形成三对共用电子对达到8电子的稳定结构。

（2）反应物总能量大于生成物总能量，肼与过氧化氢的反应属于放热反应。

（3）肼与过氧化氢反应生成N2和H2O，根据得失电子守恒和原子守恒配平。

（4）①根据反应达到平衡的本质标志和特征标志作答。

②根据外界条件对化学反应速率的影响作答。

（1）肼的化学式为N2H4，N原子最外层有5个电子，形成三对共用电子对达到8电子的稳定结构，肼的电子式为，结构式为。

（2）反应物总能量大于生成物总能量，肼与过氧化氢的反应属于放热反应。

（3）肼与过氧化氢反应生成N2和H2O，根据得失电子守恒和原子守恒，火箭推进器中发生的反应为N2H4+2H2O2=N2+4H2O。

（4）①A项，υ（N2）=υ（N2H4）未指明是正反应速率还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；B项，c（N2H4）：c（O2）：c（N2）=1:1:1，不代表各组分的浓度保持不变，不能说明反应达到平衡状态；C项，根据质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，密闭容器的容积固定，混合气体的密度始终不变，混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态；D项，该反应的正反应为气体分子数增大的反应，建立平衡的过程中气体分子物质的量增大，在恒温恒容时，体系的压强增大，达到平衡时气体分子物质的量不变，体系的压强不变，体系的压强不再变化能说明反应达到平衡状态；E项，根据质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，该反应的正反应为气体分子数增大的反应，建立平衡的过程中气体分子物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量减小，达到平衡时混合气体分子物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的平均相对分子质量不再发生变化能说明反应达到平衡状态；F项，每断开1molO=O键同时生成4molH-O键，生成4molH-O键同时断开4molH-O键，说明反应达到平衡状态；可说明反应达到平衡状态的是DEF，答案选DEF。

②A项，升高反应温度，该反应的正反应速率增加；B项，加入适当的催化剂，降低反应的活化能，该反应的正反应速率增加；C项，向容器中加入O2，增大反应物浓度，正反应速率增加；D项，向恒容容器中加入氖气，各组分浓度不变，化学反应速率不变；增加正反应速率的方法有：ABC，答案选ABC。