Question

发射“神舟”飞船的长征火箭用了肼（N₂H₄）作燃料，N₂H₄与NH₃有相似的化学性质．
（1）写出肼的电子式

 

；
（2）写出肼与盐酸反应的离子方程式

 

．
（3）用拉席希法制备肼，是将NaClO和NH₃反应生成肼，试写出该反应的化学方程式

 

．
（4）在火箭推进器中装有强还原剂肼和强氧化剂双氧水，当它们混合时，即产生大量气体，并放出大量热．已知12.8g液态肼与足量液态双氧水反应生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量；1mol液态水变成1mol水蒸气需要吸收44kJ的热量．写出热化学方程式

 

．
（5）通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．

化学键	N-H	N-N	O=O	N≡N	O-H
键能/KJ?mol-1	386	167	498	946	460

发射火箭时肼（N₂H₄）为燃料，若在O₂（气态）中燃烧，生成N₂（气态）和H₂O（液态）．写出热化学方程式

 

．
（6）发射火箭时肼（N₂H₄）为燃料，也可以二氧化氮或氟气作氧化剂，分别写出化学方程式：

 

、

 

．
（7）对比O₂、F₂、H₂O₂、NO₂四种助燃剂，放出热量最多时应选用

 

；实际我们选用的助燃剂是NO₂，主要考虑的因素是

 

．
（8）“神州六号”飞船外壳使用了一种新型陶瓷结构材料，主要成分是氮化硅，是一种超硬物质，耐磨损、耐高温．请推测氮化硅的化学式为：

 

，氮化硅晶体类型是

 

；晶体中存在的化学键是

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别,反应热和焓变

专题：

分析：（1）氨分子中氢原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部为单键；
（2）肼与盐酸反应生成N₂H₆²⁺；
（3）NaClO和NH₃按物质的量之比为1：2，则NH₃和NaClO的计量数2：1，然后根据原子守恒分析；
（4）根据12.8g液态肼与足量液态双氧水反应生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量，可得热化学方程式为①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-641.6KJ/mol，根据1mol液态水变成1mol水蒸气需要吸收44kJ的热量，可得热化学方程式②H₂O（l）=H₂O（g）；△H=+44KJ/mol，根据盖斯定律①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（L）；△H；
（5）先写出化学方程式，然后根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算焓变；
（6）肼和二氧化氮反应生成氮气和水；和氟气反应生成氮气和氟化氢；
（7）氟气放出的热量最多，但生成氟化氢有污染；
（8）根据化合价代数和为0推测氮化硅的化学式，氮化硅是一种超硬物质，耐磨损、耐高温，说明为原子晶体，存在的化学键为共价键．

解答： 解：（1）氨分子中氢原子被氨基（-NH₂）取代后的生成物叫肼，分子中全部为单键，电子式为：，故答案为：；
（2）肼与盐酸反应生成N₂H₆²⁺，离子反应为N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺，
故答案为：N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺；
（3）NaClO和NH₃按物质的量之比为1：2，则NH₃和NaClO的计量数2：1，结合原子守恒可知反应为2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：NaClO+2NH₃═NaCl+N₂H₄+H₂O；
（4）12.8g液态肼的物质的量为0.4mol，与足量液态双氧水反应生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量，可得热化学方程式
①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6KJ/mol，
根据1mol液态水变成1mol水蒸气需要吸收44kJ的热量，可得热化学方程式
②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44KJ/mol，
根据盖斯定律①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（L）△H=-817.6KJ/mol；
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（L）△H=-817.6KJ/mol；
（5）N₂H₄燃烧的化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=反应物的总键能-生成物的总键能=167 kJ?mol^-1+386 kJ?mol^-1×4+498 kJ?mol^-1-946 kJ?mol^-1-460 kJ?mol^-1×4=-577 kJ?mol^-1，所以N₂H₄燃烧的热化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1，
故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-577kJ/mol；
（6）肼和二氧化氮反应生成氮气和水，化学方程式2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；和氟气反应生成氮气和氟化氢，化学方程式N₂H₄+2F₂═N₂+4HF，
故答案为：2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O；N₂H₄+2F₂═N₂+4HF；
（7）氟气放出的热量最多，但生成氟化氢有污染；NO₂易液化，产物为氮气和水，无污染，
故答案为：F₂；高温下稳定且易液化；
（8）Si最外层为4个电子，N最外层有5个电子，非金属性N大于Si，则Si为+4价、N为-3价，因此氮化硅的化学式为Si₃N₄，氮化硅是一种超硬物质，耐磨损、耐高温，说明为原子晶体，存在的化学键为共价键，
故答案为：Si₃N₄；原子晶体；共价键．

点评：本题考查较为综合，涉及电子式、化学方程式的书写、反应热的计算、晶体类型及性质等，题目难度较大，反应物与产物的判断是解题的关键．