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，即產生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱．已知0.4mol液態肼和足量H₂O₂（l）反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.64kJ的熱量
（1）在結構上N₂H₄和NH₃的關系有如H₂O₂和H₂O的關系．N₂H₄能發生下列反應：
N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O   N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+
N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-    N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₄+H₃O⁺
據此可得出的結論是______．
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反應的熱化學方程式______．
（3）已知H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，則16g液態肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態水時，放出的熱量是______kJ．
（4）上述反應應用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速生成大量氣體產生巨大推力外，還有一個很突出的優點是______．
（5）用氨和次氯酸鈉按物質的量之比2：1混合可生成肼，寫出反應的化學方程式______，該反應的還原產物是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）依據四個反應的特征，從結合氫離子，結合水中的氫分析判斷；
（2）根據題給條件厲害書寫熱化學方程式的原則寫出；
（3）依據（2）中寫出的熱化學方程式和H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，利用蓋斯定律寫出熱化學方程式計算；
（4）依據反應產物的性質分析無污染物產生分析；
（5）依據反應物和物質的量之比結合氧化還原反應的電子守恒和原子守恒寫出化學方程式．
解答：解：（1）A、依據反應N₂H₄+H₃O⁺═N₂H₅⁺+H₂O 實質是肼結合氫離子反應證明肼具有堿性，故A錯誤；
B、依據反應N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-說明肼結合水中的氫離子發生了電離生成了氫氧根離子，故B錯誤；
C、肼結合水中的氫離子發生了電離生成了氫氧根離子，溶液顯堿性且能發生兩步電離，證明肼是二元弱堿；故C正確；
D、肼分子結合水中的氫離子發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液態肼和足量H₂O₂（l）反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.64kJ的熱量，依據熱化學方程式的書寫原則，結合定量關系寫出，1mol肼和過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣放出的熱量==641.6KJ，所以熱化學方程式為：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液態肼物質的量==0.5mol，
由①N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-641.6kJ/mol；
②H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
結合蓋斯定律的內容和要求，可以把②×4方向倒轉得到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液態肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態水時，放出的熱量==408.8KJ，
故答案為：408.8KJ；
（4）反應應用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速生成大量氣體產生巨大推力外，反應的生成物是氮氣和水，很突出的優點是對環境無污染；
故答案為：產物為氮氣和水，無污染；
（5）氨和次氯酸鈉按物質的量之比2：1混合可生成肼，依據反應物和產物肼可知，該反應為氧化還原反應，依據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，結合氨和次氯酸鈉按物質的量之比2：1混合可生成肼和原子守恒、轉移電子守恒，化學方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，還原產物為NaCl，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；NaCl．
點評：本題考查了有關肼的結構和性質，利用信息的推斷能力，熱化學方程式的書寫與計算，蓋斯定律的應用，反應產物的分析，氧化還原反應的原理應用．