Question

2005年10月12日“神舟”六号成功发射，并遨游太空后在内蒙古安全着陆。在航天工业中，火箭推进剂由燃料和氧化剂组成，这类反应不仅要求放出能量高，而且产物必须无污染。将“神六”送上太空的“长征2F”火箭使用的燃料主要是偏二甲肼，已知该化合物的相对分子质量为60，含碳量为40%，含氢量为13.33%，其余是氮。

（1）偏二甲肼的分子中有一个氮原子是以—N—形式存在，该氮原子不与氢原子直接相连，则偏二甲肼的结构简式为____________________；偏二甲肼的同分异构体有多种，请任意写出其中两种的结构简式________________________________________。

（2）对偏二甲肼结构和性质的推测正确的有____________。

A.偏二甲肼属于无机化合物

B.固态时是分子晶体

C.偏二甲肼分子中含有离子键

D.分子中的所有N原子和C原子都在同一平面上

（3）偏二甲肼作为火箭燃料燃烧时，以N₂O₄为氧化剂，燃烧产物只有N₂、CO₂和H₂O。这一反应的化学方程式为____________________________________________________。

（4）肼（N₂H₄）也是一种常用的火箭燃料，对应的氧化剂，通常用过氧化氢。1 g液态的肼与足量的过氧化氢反应时放出25.6 kJ的热量（通常状况测定）。肼和过氧化氢反应的热化学方程式是____________________________________________________________。

Answer 1

   （2）B

（3）C₂H₈N₂+2N₂O₄3N₂+2CO₂+4H₂O

（4）N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）====N₂(g)+4H₂O（l）；ΔH=-819.2 kJ·mol^-1

解析：（1）根据相对分子质量和C、H元素含量，可求出每个分子中C、H、N原子个数：n（C）=60×40%/12=2；n（H）=60×13.33%/1=8；n（N）=（60-60×40%-60×13.33%）/14=2。则偏二甲肼的分子式为C₂H₈N₂。因分子中有一个氮原子的结构为，且不与氢原子直接相连，则必与2个碳原子、一个氮原子相连，按C、N价键补齐H原子，可得其结构简式为，它的同分异构体较多，、H₂N—CH₂—CH₂—NH₂、H₃C—HN—NH—CH₃。

（2）有机物的晶体绝大多数是分子晶体，分子中不含离子键，更不是无机物。

（3）据题意写出C₂H₈N₂用N₂O₄作氧化剂，燃烧产物为N₂、CO₂、H₂O的反应方程式：

C₂H₈N₂+N₂O₄N₂+CO₂+H₂O；从H、O原子入手，用观察法配平：C₂H₈N₂+2N₂O₄3N₂+2CO₂+4H₂O。

（4）1 g肼与足量的H₂O₂反应生成N₂和水时放出的热量为：25.6 kJ×32 g·mol^-1/1 g=819.2 kJ·mol^-1，因为ΔH＞0为吸热反应，ΔH＜0为放热反应，热化学反应方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）====N₂（g）+4H₂O（l）;ΔH=-819.2 kJ·mol^-1.