Question

发射“神舟”系列飞船的长征火箭用肼（N₂H₄）作为燃料，N₂H₄与NH3有相似的化学性质．
（1）写出肼的电子式

 

；
（2）用拉席希法制备肼，是将NaClO和NH3反应生成肼，试写出该反应的化学方程式

 

．
（3）在锅炉水中加入N₂H₄，可以把锅炉表面的氧化铁还原为结构紧密的四氧化三铁保护层，写出N2H4被氧化的化学反应方程式

 

．
（4）通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．

化学键	N-H	N-N	O=O	N≡N	O-H
键能/KJ?mol-1	386	167	498	946	460

发射火箭时肼（N₂H₄）为液态燃料，若在O₂（气态）中燃烧，生成N₂（气态）和H₂O（液态）．写出肼燃烧的热化学方程式

 

．
（5）发射火箭时肼（N₂H₄）为燃料，也可以二氧化氮或氟气作氧化剂，分别写出化学方程式：

 

、

 

．
（6）对比O₂、F₂、H₂O₂、NO₂四种助燃剂，放出热量最多时应选用

 

；实际我们选用的助燃剂是NO₂，主要考虑的因素是

 

．

Answer 1

考点：电子式,热化学方程式,氨的化学性质

专题：化学反应中的能量变化,元素及其化合物

分析：（1）氨分子中氢原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部为单键；
（2）NaClO和NH₃按物质的量之比为1：2，则NH₃和NaClO的计量数2：1，然后根据原子守恒分析；
（3）在锅炉水中加入N₂H₄，可以把锅炉表面的氧化铁还原为结构紧密的四氧化三铁保护层，N₂H₄ 被氧化，且反应中无污染物生成，N₂H₄被氧化为氮气，同时生成水；
（4）先写出化学方程式，然后根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算焓变；
（5）肼和二氧化氮反应生成氮气和水；和氟气反应生成氮气和氟化氢；
（6）氟气放出的热量最多，但生成氟化氢有污染．

解答： 解：（1）氨分子中氢原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部为单键，电子式为：，故答案为：；
（2）NaClO和NH₃按物质的量之比为1：2，则NH₃和NaClO的计量数2：1，结合原子守恒可知反应为2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案为：NaClO+2NH₃═NaCl+N₂H₄+H₂O；
（3）在锅炉水中加入N₂H₄，可以把锅炉表面的氧化铁还原为结构紧密的四氧化三铁保护层，N₂H₄ 被氧化，且反应中无污染物生成，N₂H₄被氧化为氮气，同时生成水，反应的化学方程式为6Fe₂O₃+N₂H₄=4Fe₃O₄+N₂↑+2H₂O，故答案为：6Fe₂O₃+N₂H₄═N2+4Fe₃O₄+2H₂O；
（4）N₂H₄燃烧的化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=反应物的总键能-生成物的总键能=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燃烧的热化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1，故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-577kJ/mol；
（5）肼和二氧化氮反应生成氮气和水，化学方程式2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；和氟气反应生成氮气和氟化氢，化学方程式N₂H₄+2F₂═N₂+4HF，故答案为：2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；N₂H₄+2F₂═N₂+4HF；
（6）氟气放出的热量最多，但生成氟化氢有污染；NO₂易液化，产物为氮气和水，无污染，故答案为：F₂；燃烧产物无污染，NO₂易液化．

点评：本题考查化学方程式的书写，反应热等，题目难度较大，反应物与产物的判断是解题的关键．