Question

“神舟”六號(hào)宇宙飛船是靠長(zhǎng)征Ⅱ(F)型運(yùn)載火箭發(fā)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(chǎn)物是氮?dú)狻⒍�氧化碳和水�?

(1)“神舟”六號(hào)起飛時(shí)，可以看到一級(jí)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(xiǎn)活門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟所排出的部分高壓氧化劑變化而來(lái)的，逸出的紅棕色氣體是_________，產(chǎn)生該氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________。

(2)當(dāng)有1 mol偏二甲肼燃燒時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)________。

(3)有的運(yùn)載火箭用肼(N₂H₄)作燃料和二氧化氮反應(yīng)，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(guān)于肼和NO₂反應(yīng)的熱化學(xué)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(gè)反應(yīng)用于火箭推進(jìn)器，除釋放大量的熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________________________________________。

(4)通常情況下四氧化二氮?dú)怏w和二氧化氮?dú)怏w可相互轉(zhuǎn)化：N₂O₄(g)(無(wú)色)2NO₂(g)(紅棕色)；ΔH＞0。已知二氧化氮有較強(qiáng)的氧化性，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(    )

A.N₂O₄和NO₂互為同素異形體

B.氣態(tài)時(shí)，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(diǎn)火瞬間，高壓下的四氧化二氮進(jìn)入燃燒室和偏二甲肼反應(yīng)，但來(lái)不及反應(yīng)的一部分四氧化二氮會(huì)發(fā)生N₂O₄2NO₂反應(yīng)，故產(chǎn)生紅棕色氣體NO₂。(2)根據(jù)C₂H₈N₂+2N₂O₄2CO₂↑+4H₂O↑+3N₂↑,N₂O₄分子中氮原子的化合價(jià)為+4價(jià)，反應(yīng)后全部變?yōu)?價(jià)，因此1 mol N₂O₄得到8 mol電子。當(dāng)有1 mol偏二甲肼燃燒時(shí)，需要消耗2 mol N₂O₄，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為16 mol。(3)將N₂(g)+2O₂(g)====2NO₂(g);ΔH=+67.7 kJ·mol^-1變?yōu)?NO₂(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?yōu)?N₂H₄(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(zhì)不同的單質(zhì)，故說(shuō)N₂O₄和NO₂互為同素異形體是錯(cuò)誤的；由于反應(yīng)N₂O₄2NO₂為可逆反應(yīng)，故氣態(tài)時(shí)，1 mol N₂O₄不可能完全分解成2 mol NO₂；二氧化氮有較強(qiáng)的氧化性，也能使淀粉—碘化鉀溶液變藍(lán)，因此鑒別NO₂(g)和溴蒸氣選用淀粉—碘化鉀溶液是錯(cuò)誤的；硝酸的酸酐為N₂O₅。

答案:(1)NO₂  N₂O₄2NO₂  (2)16 mol  (3)D反應(yīng)生成的氣體對(duì)環(huán)境無(wú)污染  (4)ABCD