Question

在火箭推進器中裝有還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑H₂O₂，當它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱．已知0.4mol液態(tài)肼和足量H₂O₂（l）反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.64kJ的熱量
（1）在結(jié)構(gòu)上N₂H₄和NH₃的關(guān)系有如H₂O₂和H₂O的關(guān)系．N₂H₄能發(fā)生下列反應(yīng)：
N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O   N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+
N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-    N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₄+H₃O⁺
據(jù)此可得出的結(jié)論是

C

．
A．肼水解顯酸性  B．肼在水中可電離出H⁺離子  C．肼是二元弱堿  D．肼是二元弱酸
（2）寫出肼和H₂O₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-641.6kJ/mol

．
（3）已知H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，則16g液態(tài)肼與足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是

408.8

kJ．
（4）上述反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速生成大量氣體產(chǎn)生巨大推力外，還有一個很突出的優(yōu)點是

產(chǎn)物為氮氣和水，無污染

．
（5）用氨和次氯酸鈉按物質(zhì)的量之比2：1混合可生成肼，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式

2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O

，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是

NaCl

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)四個反應(yīng)的特征，從結(jié)合氫離子，結(jié)合水中的氫分析判斷；
（2）根據(jù)題給條件厲害書寫熱化學(xué)方程式的原則寫出；
（3）依據(jù)（2）中寫出的熱化學(xué)方程式和H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，利用蓋斯定律寫出熱化學(xué)方程式計算；
（4）依據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)分析無污染物產(chǎn)生分析；
（5）依據(jù)反應(yīng)物和物質(zhì)的量之比結(jié)合氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒寫出化學(xué)方程式．

解答：解：（1）A、依據(jù)反應(yīng)N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O 實質(zhì)是肼結(jié)合氫離子反應(yīng)證明肼具有堿性，故A錯誤；
B、依據(jù)反應(yīng)N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-說明肼結(jié)合水中的氫離子發(fā)生了電離生成了氫氧根離子，故B錯誤；
C、肼結(jié)合水中的氫離子發(fā)生了電離生成了氫氧根離子，溶液顯堿性且能發(fā)生兩步電離，證明肼是二元弱堿；故C正確；
D、肼分子結(jié)合水中的氫離子發(fā)生了電離生成了氫氧根離子，屬于二元堿，故D錯誤；
故答案為：C；
（2）已知0.4mol液態(tài)肼和足量H₂O₂（l）反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.64kJ的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則，結(jié)合定量關(guān)系寫出，1mol肼和過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣放出的熱量=

256.64KJ×1mol

0.4mol

=641.6KJ，所以熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6kJ/mol； 
（3）16g液態(tài)肼物質(zhì)的量=

16g

32g/mol

=0.5mol，
由①N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-641.6kJ/mol；
②H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
結(jié)合蓋斯定律的內(nèi)容和要求，可以把②×4方向倒轉(zhuǎn)得到③4H₂O（g）=4H₂O（l）△H=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol，
①+③得到N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-817.6kJ/mol，
所以0.55mol液態(tài)肼與足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量=

0.5mol×817.6KJ

1mol

=408.8KJ，
故答案為：408.8KJ；
（4）反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速生成大量氣體產(chǎn)生巨大推力外，反應(yīng)的生成物是氮氣和水，很突出的優(yōu)點是對環(huán)境無污染；
故答案為：產(chǎn)物為氮氣和水，無污染；
（5）氨和次氯酸鈉按物質(zhì)的量之比2：1混合可生成肼，依據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物肼可知，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，依據(jù)化合價的變化氨氣中的氮元素化合價從-3價升高到-2價，次氯酸鈉做氧化劑，氯元素化合價從+1價降低到-1價，結(jié)合氨和次氯酸鈉按物質(zhì)的量之比2：1混合可生成肼和原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒，化學(xué)方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，還原產(chǎn)物為NaCl，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；NaCl．

點評：本題考查了有關(guān)肼的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，利用信息的推斷能力，熱化學(xué)方程式的書寫與計算，蓋斯定律的應(yīng)用，反應(yīng)產(chǎn)物的分析，氧化還原反應(yīng)的原理應(yīng)用．