“神舟”六号宇宙飞船是靠长征Ⅱ(F)型运载火箭发射升空的,该火箭所用的燃料是偏二甲肼[(CH3)2N—NH2],氧化剂是N2O4,产物是氮气、二氧化碳和水。

(1)“神舟”六号起飞时,可以看到一级火箭的中部冒出红棕色的气体,这是为了保证贮箱安全由保险活门自动开启所排出的部分高压氧化剂变化而来的,逸出的红棕色气体是_________,产生该气体的化学反应方程式为__________________。

(2)当有1 mol偏二甲肼燃烧时,转移电子的物质的量为_________。

(3)有的运载火箭用肼(N2H4)作燃料和二氧化氮反应,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

下列关于肼和NO2反应的热化学方程式,正确的是(    )

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

这个反应用于火箭推进器,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是_____________________________________________________________________。

(4)通常情况下四氧化二氮气体和二氧化氮气体可相互转化:N2O4(g)(无色)2NO2(g)(红棕色);ΔH>0。已知二氧化氮有较强的氧化性,则下列说法错误的是(    )

A.N2O4和NO2互为同素异形体

B.气态时,1 mol N2O4可完全分解成2 mol NO2

C.鉴别NO2(g)和溴蒸气可选用淀粉—碘化钾溶液

D.N2O4和NO2都是硝酸的酸酐

解析:(1)火箭点火瞬间,高压下的四氧化二氮进入燃烧室和偏二甲肼反应,但来不及反应的一部分四氧化二氮会发生N2O42NO2反应,故产生红棕色气体NO2。(2)根据C2H8N2+2N2O42CO2↑+4H2O↑+3N2↑,N2O4分子中氮原子的化合价为+4价,反应后全部变为0价,因此1 mol N2O4得到8 mol电子。当有1 mol偏二甲肼燃烧时,需要消耗2 mol N2O4,转移电子的物质的量为16 mol。(3)将N2(g)+2O2(g)====2NO2(g);ΔH=+67.7 kJ·mol-1变为4NO2(g)====2N2(g)+4O2(g);ΔH=-67.7×2 kJ·mol-1,将N2H4(g)+O2(g)====N2(g)

+2H2O(g);ΔH=-534 kJ·mol-1变为4N2H4(g)+4O2(g)====4N2(g)+8H2O(g);ΔH=-534×4 kJ·mol-1,然后将两式相加可得答案为D;(4)同素异形体是指同一元素形成的性质不同的单质,故说N2O4和NO2互为同素异形体是错误的;由于反应N2O42NO2为可逆反应,故气态时,1 mol N2O4不可能完全分解成2 mol NO2;二氧化氮有较强的氧化性,也能使淀粉—碘化钾溶液变蓝,因此鉴别NO2(g)和溴蒸气选用淀粉—碘化钾溶液是错误的;硝酸的酸酐为N2O5

答案:(1)NO2  N2O42NO2  (2)16 mol  (3)D反应生成的气体对环境无污染  (4)ABCD


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