Question

在火箭推进器中装有还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂H₂O₂，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热．已知0.4mol液态肼和足量H₂O₂（l）反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量
（1）在结构上N₂H₄和NH₃的关系有如H₂O₂和H₂O的关系．N₂H₄能发生下列反应：
N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O   N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+
N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-    N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₄+H₃O⁺
据此可得出的结论是______．
A．肼水解显酸性  B．肼在水中可电离出H⁺离子  C．肼是二元弱碱  D．肼是二元弱酸
（2）写出肼和H₂O₂反应的热化学方程式______．
（3）已知H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，则16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量是______kJ．
（4）上述反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速生成大量气体产生巨大推力外，还有一个很突出的优点是______．
（5）用氨和次氯酸钠按物质的量之比2：1混合可生成肼，写出反应的化学方程式______，该反应的还原产物是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）依据四个反应的特征，从结合氢离子，结合水中的氢分析判断；
（2）根据题给条件厉害书写热化学方程式的原则写出；
（3）依据（2）中写出的热化学方程式和H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，利用盖斯定律写出热化学方程式计算；
（4）依据反应产物的性质分析无污染物产生分析；
（5）依据反应物和物质的量之比结合氧化还原反应的电子守恒和原子守恒写出化学方程式．
解答：解：（1）A、依据反应N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O 实质是肼结合氢离子反应证明肼具有碱性，故A错误；
B、依据反应N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-说明肼结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，故B错误；
C、肼结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，溶液显碱性且能发生两步电离，证明肼是二元弱碱；故C正确；
D、肼分子结合水中的氢离子发生了电离生成了氢氧根离子，属于二元碱，故D错误；
故答案为：C；
（2）已知0.4mol液态肼和足量H₂O₂（l）反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量，依据热化学方程式的书写原则，结合定量关系写出，1mol肼和过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出的热量==641.6KJ，所以热化学方程式为：N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6kJ/mol，
故答案为：N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6kJ/mol； 
（3）16g液态肼物质的量==0.5mol，
由①N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-641.6kJ/mol；
②H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
结合盖斯定律的内容和要求，可以把②×4方向倒转得到③4H₂O（g）=4H₂O（l）△H=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol，
①+③得到N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-817.6kJ/mol，
所以0.55mol液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量==408.8KJ，
故答案为：408.8KJ；
（4）反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速生成大量气体产生巨大推力外，反应的生成物是氮气和水，很突出的优点是对环境无污染；
故答案为：产物为氮气和水，无污染；
（5）氨和次氯酸钠按物质的量之比2：1混合可生成肼，依据反应物和产物肼可知，该反应为氧化还原反应，依据化合价的变化氨气中的氮元素化合价从-3价升高到-2价，次氯酸钠做氧化剂，氯元素化合价从+1价降低到-1价，结合氨和次氯酸钠按物质的量之比2：1混合可生成肼和原子守恒、转移电子守恒，化学方程式为2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，还原产物为NaCl，
故答案为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；NaCl．
点评：本题考查了有关肼的结构和性质，利用信息的推断能力，热化学方程式的书写与计算，盖斯定律的应用，反应产物的分析，氧化还原反应的原理应用．