Question

2005年10月12日“神舟”六號成功發(fā)射，并遨游太空后在內(nèi)蒙古安全著陸。在航天工業(yè)中，火箭推進劑由燃料和氧化劑組成，這類反應(yīng)不僅要求放出能量高，而且產(chǎn)物必須無污染。將“神六”送上太空的“長征2F”火箭使用的燃料主要是偏二甲肼，已知該化合物的相對分子質(zhì)量為60，含碳量為40%，含氫量為13.33%，其余是氮。

（1）偏二甲肼的分子中有一個氮原子是以—N—形式存在，該氮原子不與氫原子直接相連，則偏二甲肼的結(jié)構(gòu)簡式為____________________；偏二甲肼的同分異構(gòu)體有多種，請任意寫出其中兩種的結(jié)構(gòu)簡式________________________________________。

（2）對偏二甲肼結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的推測正確的有____________。

A.偏二甲肼屬于無機化合物

B.固態(tài)時是分子晶體

C.偏二甲肼分子中含有離子鍵

D.分子中的所有N原子和C原子都在同一平面上

（3）偏二甲肼作為火箭燃料燃燒時，以N₂O₄為氧化劑，燃燒產(chǎn)物只有N₂、CO₂和H₂O。這一反應(yīng)的化學方程式為____________________________________________________。

（4）肼（N₂H₄）也是一種常用的火箭燃料，對應(yīng)的氧化劑，通常用過氧化氫。1 g液態(tài)的肼與足量的過氧化氫反應(yīng)時放出25.6 kJ的熱量（通常狀況測定）。肼和過氧化氫反應(yīng)的熱化學方程式是____________________________________________________________。

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）根據(jù)相對分子質(zhì)量和C、H元素含量，可求出每個分子中C、H、N原子個數(shù)：n（C）=60×40%/12=2；n（H）=60×13.33%/1=8；n（N）=（60-60×40%-60×13.33%）/14=2。則偏二甲肼的分子式為C₂H₈N₂。因分子中有一個氮原子的結(jié)構(gòu)為，且不與氫原子直接相連，則必與2個碳原子、一個氮原子相連，按C、N價鍵補齊H原子，可得其結(jié)構(gòu)簡式為，它的同分異構(gòu)體較多，、H₂N—CH₂—CH₂—NH₂、H₃C—HN—NH—CH₃。

（2）有機物的晶體絕大多數(shù)是分子晶體，分子中不含離子鍵，更不是無機物。

（3）據(jù)題意寫出C₂H₈N₂用N₂O₄作氧化劑，燃燒產(chǎn)物為N₂、CO₂、H₂O的反應(yīng)方程式：

C₂H₈N₂+N₂O₄N₂+CO₂+H₂O；從H、O原子入手，用觀察法配平：C₂H₈N₂+2N₂O₄3N₂+2CO₂+4H₂O。

（4）1 g肼與足量的H₂O₂反應(yīng)生成N₂和水時放出的熱量為：25.6 kJ×32 g·mol^-1/1 g=819.2 kJ·mol^-1，因為ΔH＞0為吸熱反應(yīng)，ΔH＜0為放熱反應(yīng)，熱化學反應(yīng)方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）====N₂（g）+4H₂O（l）;ΔH=-819.2 kJ·mol^-1.