Question

長(zhǎng)征二號(hào)火箭巨大的推力來(lái)源于一個(gè)氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)偏二甲肼（C₂H₈N₂）做燃料，N₂O₄做氧化劑，生成三種氣體物質(zhì)．
（1）完成并配平該燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

C₂H₈N₂+

 

N₂O₄=

 

N₂↑+

 

CO₂↑+

 

（2）火箭發(fā)射前低溫加注的液態(tài)氧化劑N₂O₄是一種強(qiáng)酸性劇毒物質(zhì)，常溫下，純凈的N₂O₄是無(wú)色氣體，可溶于水，且與水反應(yīng)生成兩種含氧酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

，
對(duì)上述反應(yīng)中的各種物質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是

 

．
A．N₂O₄只做氧化劑         B．產(chǎn)物中兩種酸都是強(qiáng)酸
C．反應(yīng)中水只做溶劑       D．N₂O₄泄漏后可產(chǎn)生紅棕色氣體
（3）通過(guò)儀器分析燃燒劑偏二甲肼分子，得知其分子結(jié)構(gòu)情況如下表：

	分子中所有的化學(xué)鍵	峰面積之比
紅外光譜	N-N N-C N-H C-H	/
核磁共振氫譜	/	3：1

符合上表結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)要求的同分異構(gòu)體共有

 

種，已知偏二甲肼的結(jié)構(gòu)中有一個(gè)氮原子上沒(méi)有連接氫原子，則偏二甲肼的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)方程式的配平,氧化還原反應(yīng),有機(jī)化合物的異構(gòu)現(xiàn)象

專題：氧化還原反應(yīng)專題,同分異構(gòu)體的類型及其判定

分析：（1）C₂H₈N₂中的N元素的化合價(jià)由-3價(jià)升高為0，C元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高為+4價(jià)，故一個(gè)C₂H₈N₂參與反應(yīng)化合價(jià)升高16，N₂O₄中的N元素化合價(jià)由+4價(jià)降低為0，故一個(gè)N₂O₄參與反應(yīng)化合價(jià)降低8，結(jié)合電子守恒及質(zhì)量守恒定律解答；
（2）N₂O₄是無(wú)色氣體，可溶于水，且與水反應(yīng)生成兩種含氧酸，由反應(yīng)物可知兩種含氧酸必定都是含氮的含氧酸，再根據(jù)化合價(jià)變化書寫化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)偏二甲肼分子核磁共振氫譜和紅外光譜進(jìn)行分析．

解答： 解：（1）C₂H₈N₂中的N元素的化合價(jià)由-3價(jià)升高為0，C元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高為+4價(jià)，故一個(gè)C₂H₈N₂參與反應(yīng)化合價(jià)升高16，N₂O₄中的N元素化合價(jià)由+4價(jià)降低為0，故一個(gè)N₂O₄參與反應(yīng)化合價(jià)降低8，結(jié)合電子守恒所以C₂H₈N₂前為1，N₂O₄前為2，則氮?dú)馇盀?二氧化碳前為2，最后根據(jù)原子守恒補(bǔ)上4個(gè)水，反應(yīng)為C₂H₈N₂+2N₂O₄=3N₂↑+2CO₂↑+4H₂O↑，
故答案為：1；2；3； 2；4H₂O；
（2）N₂O₄是無(wú)色氣體，可溶于水，且與水反應(yīng)生成兩種含氧酸，由反應(yīng)物可知兩種含氧酸必定都是含氮的含氧酸，又N₂O₄的氮+4和水反應(yīng)剛好一個(gè)升高到+5的硝酸，一個(gè)降低到+3的亞硝酸，故反應(yīng)方程式為：N₂O₄+H₂O=HNO₃+HNO₂；根據(jù)以上分析A．N₂O₄只做氧化劑錯(cuò)誤，C．反應(yīng)中水只做溶劑錯(cuò)誤；B．產(chǎn)物中兩種酸都是強(qiáng)酸，因?yàn)閬喯跛崾侨跛嵋插e(cuò)誤；D．N₂O₄泄漏后可產(chǎn)生紅棕色氣體，由于存在N₂O₄?2NO₂平衡所以D正確；
故答案為：N₂O₄+H₂O=HNO₃+HNO₂；D；
（3）根據(jù)核磁共振氫譜，分子只有2種氫，說(shuō)明分子對(duì)稱性好，和再結(jié)合紅外光譜確定分子結(jié)構(gòu)共2種，即CH₃-NH-NH-CH₃和，其中一個(gè)氮原子上沒(méi)有連接氫原子為，
故答案為：2；．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了氧化還原反應(yīng)的基本概念、方程式書寫、配平以及有機(jī)物結(jié)構(gòu)的確立，難度不大，關(guān)鍵抓住核磁共振氫譜對(duì)分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的判斷來(lái)進(jìn)行書寫．