Question

“神舟”六號宇宙飛船是靠長征Ⅱ(F)型運載火箭發射升空的，該火箭所用的燃料是偏二甲肼［(CH₃)₂N—NH₂］，氧化劑是N₂O₄，產物是氮氣、二氧化碳和水。

(1)“神舟”六號起飛時，可以看到一級火箭的中部冒出紅棕色的氣體，這是為了保證貯箱安全由保險活門自動開啟所排出的部分高壓氧化劑變化而來的，逸出的紅棕色氣體是_________，產生該氣體的化學反應方程式為__________________。

(2)當有1 mol偏二甲肼燃燒時，轉移電子的物質的量為_________。

(3)有的運載火箭用肼(N₂H₄)作燃料和二氧化氮反應，已知：

N₂(g)+2O₂(g)====2NO₂(g);ΔH=+67.7 kJ·mol^-1

N₂H₄(g)+O₂(g)====N₂(g)+2H₂O(g);ΔH=-534 kJ·mol^-1

下列關于肼和NO₂反應的熱化學方程式，正確的是(    )

A.2N₂H₄(g)+2NO₂(g)====3N₂(g)+4H₂O(l);ΔH=-1 135.7 kJ·mol^-1

B.2N₂H₄(g)+2NO₂(g)====3N₂(g)+4H₂O(g);ΔH=-1 000.3 kJ·mol^-1

C.N₂H₄(g)+NO₂(g)====3/2N₂(g)+2H₂O(l):ΔH=-1 135.7 kJ·mol^-1

D.2N₂H₄(g)+2NO₂(g)====3N₂(g)+4H₂O(g);ΔH=-1 135.7 kJ·mol^-1

這個反應用于火箭推進器，除釋放大量的熱和快速產生大量氣體外，還有一個很大的優點是_____________________________________________________________________。

(4)通常情況下四氧化二氮氣體和二氧化氮氣體可相互轉化：N₂O₄(g)(無色)2NO₂(g)(紅棕色)；ΔH＞0。已知二氧化氮有較強的氧化性，則下列說法錯誤的是(    )

A.N₂O₄和NO₂互為同素異形體

B.氣態時，1 mol N₂O₄可完全分解成2 mol NO₂

C.鑒別NO₂(g)和溴蒸氣可選用淀粉—碘化鉀溶液

D.N₂O₄和NO₂都是硝酸的酸酐

Answer 1

解析:(1)火箭點火瞬間，高壓下的四氧化二氮進入燃燒室和偏二甲肼反應，但來不及反應的一部分四氧化二氮會發生N₂O₄2NO₂反應，故產生紅棕色氣體NO₂。(2)根據C₂H₈N₂+2N₂O₄2CO₂↑+4H₂O↑+3N₂↑,N₂O₄分子中氮原子的化合價為+4價，反應后全部變為0價，因此1 mol N₂O₄得到8 mol電子。當有1 mol偏二甲肼燃燒時，需要消耗2 mol N₂O₄，轉移電子的物質的量為16 mol。(3)將N₂(g)+2O₂(g)====2NO₂(g);ΔH=+67.7 kJ·mol^-1變為4NO₂(g)====2N₂(g)+4O₂(g);ΔH=-67.7×2 kJ·mol^-1,將N₂H₄(g)+O₂(g)====N₂(g)

+2H₂O(g);ΔH=-534 kJ·mol^-1變為4N₂H₄(g)+4O₂(g)====4N₂(g)+8H₂O(g);ΔH=-534×4 kJ·mol^-1，然后將兩式相加可得答案為D；(4)同素異形體是指同一元素形成的性質不同的單質，故說N₂O₄和NO₂互為同素異形體是錯誤的；由于反應N₂O₄2NO₂為可逆反應，故氣態時，1 mol N₂O₄不可能完全分解成2 mol NO₂；二氧化氮有較強的氧化性，也能使淀粉—碘化鉀溶液變藍，因此鑒別NO₂(g)和溴蒸氣選用淀粉—碘化鉀溶液是錯誤的；硝酸的酸酐為N₂O₅。

答案:(1)NO₂  N₂O₄2NO₂  (2)16 mol  (3)D反應生成的氣體對環境無污染  (4)ABCD