Question

2010年10月1日我国发射嫦娥二号卫星时，一、二级火箭使用的燃料是偏二甲肼（C₂H₈N₂），同时用四氧化二氮（N₂O₄）助燃，两种物质混合便会剧烈燃烧，生成物不会对大气造成污染．
（1）计算偏二甲肼中氢、氮两种元素的质量比为________（要写出过程）
（2）计算偏二甲肼的相对分子质量为________（要写出过程）
（3）反应的化学方程式为：2N₂O₄+C₂H₈N₂═3________+2CO₂+4H₂O，请在横线上填写一种物质的化学式
（4）计算12㎏C₂H₈N₂完全燃烧需要助燃物N₂O₄的质量．

Answer 1

解：（1）偏二甲肼中元素（H、N）的质量比=（1×8）：（14×2）=8：28=2：7；
（2）根据偏二甲肼的化学式C₂H₈N₂可知，它的相对分子质量=12×2+1×8+14×2=60；
（3）由反应的化学方程式C₂H₈N₂+2N₂O₄=3X+2CO₂+4H₂O，可得知：
反应前 反应后
N原子 6 0
O原子 8 8
C原子 2 2
H原子 8 8
根据化学变化前后原子的种类、数目不变，可判断每个反应物X的分子由2个N原子构成，则物质X的化学式为N₂；
故答案为：N₂
（4）设需要助燃物N₂O₄的质量为x
2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O
64 92
12kg x

x=17.25kg
答：需要助燃物N₂O₄的质量为17.25kg．
故答案为：（1）2：7；（2）60；（3）N₂；（4）17.25kg
分析：（1）偏二甲肼中元素（H、N）的质量比=（氢的相对原子质量×氢原子个数）：（氮的相对原子质量×氮原子个数）；
（2）根据偏二甲肼的化学式C₂H₈N₂可知，它的相对分子质量=（碳的相对原子质量×碳原子个数）+（氢的相对原子质量×氢原子个数）+（氮的相对原子质量×氮原子个数）；
（3）根据化学变化前后原子的种类、数目不变，由反应的化学方程式C₂H₈N₂+2N₂O₄=3X+2CO₂+4H₂O，推断反应中反应物X的分子构成，根据分子的构成确定X物质的化学式．
（4）利用反应的化学方程式，根据偏二甲肼的质量计算助燃物四氧化二氮的质量．
点评：本题主要考查学生运用化学式和化学方程式进行计算的能力，由反应的化学方程式，可以推断反应中某物质的分子构成及物质化学式的确定．能源、信息、材料、环境是当今世界四大首要问题，在能源危机日趋严重的今天，它既是社会热点，也是化学考查的热点，特别是氢能的分类、优点、制取方法、方案评价、技术困难和前景等．