Question

發(fā)射“神舟”飛船的長征火箭用了肼（N₂H₄）作燃料，N₂H₄與NH₃有相似的化學(xué)性質(zhì)．
（1）寫出肼的電子式

 

；
（2）寫出肼與鹽酸反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）用拉席希法制備肼，是將NaClO和NH₃反應(yīng)生成肼，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（4）在火箭推進(jìn)器中裝有強(qiáng)還原劑肼和強(qiáng)氧化劑雙氧水，當(dāng)它們混合時(shí)，即產(chǎn)生大量氣體，并放出大量熱．已知12.8g液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?56.65kJ的熱量；1mol液態(tài)水變成1mol水蒸氣需要吸收44kJ的熱量．寫出熱化學(xué)方程式

 

．
（5）通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能．

化學(xué)鍵	N-H	N-N	O=O	N≡N	O-H
鍵能/KJ?mol-1	386	167	498	946	460

發(fā)射火箭時(shí)肼（N₂H₄）為燃料，若在O₂（氣態(tài)）中燃燒，生成N₂（氣態(tài)）和H₂O（液態(tài)）．寫出熱化學(xué)方程式

 

．
（6）發(fā)射火箭時(shí)肼（N₂H₄）為燃料，也可以二氧化氮或氟氣作氧化劑，分別寫出化學(xué)方程式：

 

、

 

．
（7）對(duì)比O₂、F₂、H₂O₂、NO₂四種助燃劑，放出熱量最多時(shí)應(yīng)選用

 

；實(shí)際我們選用的助燃劑是NO₂，主要考慮的因素是

 

．
（8）“神州六號(hào)”飛船外殼使用了一種新型陶瓷結(jié)構(gòu)材料，主要成分是氮化硅，是一種超硬物質(zhì)，耐磨損、耐高溫．請(qǐng)推測(cè)氮化硅的化學(xué)式為：

 

，氮化硅晶體類型是

 

；晶體中存在的化學(xué)鍵是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別,反應(yīng)熱和焓變

專題：

分析：（1）氨分子中氫原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部為單鍵；
（2）肼與鹽酸反應(yīng)生成N₂H₆²⁺；
（3）NaClO和NH₃按物質(zhì)的量之比為1：2，則NH₃和NaClO的計(jì)量數(shù)2：1，然后根據(jù)原子守恒分析；
（4）根據(jù)12.8g液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?56.65kJ的熱量，可得熱化學(xué)方程式為①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-641.6KJ/mol，根據(jù)1mol液態(tài)水變成1mol水蒸氣需要吸收44kJ的熱量，可得熱化學(xué)方程式②H₂O（l）=H₂O（g）；△H=+44KJ/mol，根據(jù)蓋斯定律①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（L）；△H；
（5）先寫出化學(xué)方程式，然后根據(jù)焓變=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計(jì)算焓變；
（6）肼和二氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)夂退�；和氟氣反�?yīng)生成氮?dú)夂头�化氫�?br />（7）氟氣放出的熱量最多，但生成氟化氫有污染；
（8）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0推測(cè)氮化硅的化學(xué)式，氮化硅是一種超硬物質(zhì)，耐磨損、耐高溫，說明為原子晶體，存在的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵．

解答： 解：（1）氨分子中氫原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部為單鍵，電子式為：，故答案為：；
（2）肼與鹽酸反應(yīng)生成N₂H₆²⁺，離子反應(yīng)為N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺，
故答案為：N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺；
（3）NaClO和NH₃按物質(zhì)的量之比為1：2，則NH₃和NaClO的計(jì)量數(shù)2：1，結(jié)合原子守恒可知反應(yīng)為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：NaClO+2NH₃═NaCl+N₂H₄+H₂O；
（4）12.8g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.4mol，與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?56.65kJ的熱量，可得熱化學(xué)方程式
①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6KJ/mol，
根據(jù)1mol液態(tài)水變成1mol水蒸氣需要吸收44kJ的熱量，可得熱化學(xué)方程式
②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44KJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（L）△H=-817.6KJ/mol；
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（L）△H=-817.6KJ/mol；
（5）N₂H₄燃燒的化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=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燃燒的熱化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-577kJ/mol；
（6）肼和二氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，化學(xué)方程式2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；和氟氣反應(yīng)生成氮?dú)夂头�化氫，化學(xué)方程式N₂H₄+2F₂═N₂+4HF，
故答案為：2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；N₂H₄+2F₂═N₂+4HF；
（7）氟氣放出的熱量最多，但生成氟化氫有污染；NO₂易液化，產(chǎn)物為氮?dú)夂退�，無污染，
故答案為：F₂；高溫下穩(wěn)定且易液化；
（8）Si最外層為4個(gè)電子，N最外層有5個(gè)電子，非金屬性N大于Si，則Si為+4價(jià)、N為-3價(jià)，因此氮化硅的化學(xué)式為Si₃N₄，氮化硅是一種超硬物質(zhì)，耐磨損、耐高溫，說明為原子晶體，存在的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，
故答案為：Si₃N₄；原子晶體；共價(jià)鍵．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及電子式、化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)熱的計(jì)算、晶體類型及性質(zhì)等，題目難度較大，反應(yīng)物與產(chǎn)物的判斷是解題的關(guān)鍵．