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2007年11月,我国自行研制的长征三号甲运载火箭载着“嫦娥一号”探测器升空,成功实现了绕月飞行.第一、二级火箭使用的推进剂是液态偏二甲肼和四氧化二氮.已知偏二甲肼含C、H、N三种元素,其中C、N两元素的质量分数分别为40.0% 和46.7%,在气态时,偏二甲肼的密度是相同条件下H2密度的30倍.请填写下列空白:
(1)偏二甲肼的分子式为______;若0.2mol液态偏二甲肼与液态N2O4完全反应,生成气态的N2、H2O和CO2,同时放出510kJ热量,试写出该反应的热化学方程式:______
(2)满足偏二甲肼分子式的同分异构体有______种.写出符合分子中含两个甲基的结构简式:______.
(3)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,也可用作火箭燃料.肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30% 的KOH溶液,放电时生成氮气和水,则肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式是______.
(4)肼可看作是氨分子内的一个氢原子被氨基取代的衍生物,肼的水溶液呈弱碱性,是因为溶液中存在平衡:H2N-NH2+H2O______.
【答案】分析:(1)根据分子中各个元素的质量分数来确定物质的分子式,根据0.2mol液态偏二甲肼与液态N2O4完全反应,生成气态的
N2、H2O和CO2,同时放出510kJ热量来书写热化学方程式;
(2)同分异构体是分子式相同而结构不同的有机物之间的互称;
(3)燃料电池的负极反应是燃料失电子的氧化反应;
(4)根据电离平衡的特点来书写.
解答:解:(1)偏二甲肼含C、H、N三种元素,其中C、N、H元素的质量分数分别为40.0%、46.7%、13.3%,所以三种原子的个数比=各个原子的质量分数和相对原子质量比的比值,即C:H:N==1:4:1,所以偏二甲肼分子的最简式为:CH4N,偏二甲肼的密度是相同条件下H2密度的30倍,所以偏二甲肼的相对分子质量是60,
即分子式为C2H8N2,0.2mol液态偏二甲肼与液态N2O4完全反应,生成气态的N2、H2O和CO2,同时放出510kJ热量,则1mol液态偏二甲肼与液态N2O4完全反应,生成气态的N2、H2O和CO2,同时会放出2550kJ热量,
热化学方程式为:C2H8N2(1)+2N2O4(1)═2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2550 kJ?mol-1
故答案为:C2H8N2,C2H8N2(1)+2N2O4(1)═2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2550 kJ?mol-1
(2)连二甲苯的同分异构体有NH2-NH-CH2-CH3、NH2-CH2-NH-CH3、CH3-NH-NH-CH3、NH2-CH(NH2)-CH3、NH2-CH2-CH2-NH2、NH2-N(CH32共6种,其中符合分子中含两个甲基的结构简式分别为:CH3-NH-NH-CH3、NH2-N(CH32,故答案为:6;CH3-NH-NH-CH3、NH2-N(CH32
(3)燃料电池中,负极上的电极反应一定是燃料失电子的过程,肼-空气燃料电池放电时,在氢氧化钾为电解质的环境下,负极的电极反应为:N2H4+4OH--4e-═N2+4H2O,故答案为:N2H4+4OH--4e-═N2+4H2O;
(4)肼的水溶液呈弱碱性,是因为溶液中存在平衡H2N-NH2+H2OH2N-NH3++OH-(或N2H3++OH-),
故答案为:H2N-NH3++OH-(或N2H3++OH-).
点评:本题涉及热化学和电化学的综合知识考查,要求学生具有分析和解决问题的能力,难度较大.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

背景材料:(1)2007年11月26日,我国首次月球探测工程第一幅月面图象发布.月球的月壤中含有丰富的3He,月海玄武岩中蕴藏着丰富的金属矿产资源和大量的二氧化硅、硫化物等. (2)2008年5月12日四川发生强烈地震.地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来…我们知道地球的表层大多是岩石,而大多数岩石主要成分都是硅酸盐.下列叙述错误的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:

2007年11月,我国自行研制的长征三号甲运载火箭载着“嫦娥一号”探测器升空,成功实现了绕月飞行.第一、二级火箭使用的推进剂是液态偏二甲肼和四氧化二氮.已知偏二甲肼含C、H、N三种元素,其中C、N两元素的质量分数分别为40.0% 和46.7%,在气态时,偏二甲肼的密度是相同条件下H2密度的30倍.请填写下列空白:
(1)偏二甲肼的分子式为
C2H8N2
C2H8N2
;若0.2mol液态偏二甲肼与液态N2O4完全反应,生成气态的N2、H2O和CO2,同时放出510kJ热量,试写出该反应的热化学方程式:
C2H8N2(1)+2N2O4(1)═2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2550kJ?mol-1
C2H8N2(1)+2N2O4(1)═2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2550kJ?mol-1

(2)满足偏二甲肼分子式的同分异构体有
6
6
种.写出符合分子中含两个甲基的结构简式:
CH3-NH-NH-CH3、NH2-N(CH32
CH3-NH-NH-CH3、NH2-N(CH32

(3)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,也可用作火箭燃料.肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30% 的KOH溶液,放电时生成氮气和水,则肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式是
N2H4+4OH--4e-═N2+4H2O
N2H4+4OH--4e-═N2+4H2O

(4)肼可看作是氨分子内的一个氢原子被氨基取代的衍生物,肼的水溶液呈弱碱性,是因为溶液中存在平衡:H2N-NH2+H2O
H2N-NH3++OH-(或N2H3++OH-
H2N-NH3++OH-(或N2H3++OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:

2007年11月,我国自行研制的长征三号甲运载火箭载着“嫦娥一号”探测器升空,成功实现了绕月飞行。第一、二级火箭使用的推进剂是液态偏二甲肼和四氧化二氮。已知偏二甲肼含C、H、N三种元素,其中C、N两元素的质量分数分别为40.0%和46.7%,在气态时,偏二甲肼的密度是相同条件下H2密度的30倍。请填写下列空白:

(1)计算得出偏二甲肼的分子式为____________。

(2)写出符合上述分子式且含两个甲基的2种结构简式:____________。

(3)肼(N2H4)又称联氨,可看作是氨分子内的一个氢原子被氨基取代的产物,是一种可燃性液体,也可用作火箭燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是KOH溶液,放电时生成氮气和水,则肼—空气燃料电池放电时,负极的电极反应式是____________。

(4)肼的水溶液呈弱碱性,是因为溶液中存在平衡:N2H4+H2O________________。??

 

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科目:高中化学 来源:2010-2011学年福建省三明一中高一(下)期中化学试卷(解析版) 题型:选择题

背景材料:(1)2007年11月26日,我国首次月球探测工程第一幅月面图象发布.月球的月壤中含有丰富的3He,月海玄武岩中蕴藏着丰富的金属矿产资源和大量的二氧化硅、硫化物等. (2)2008年5月12日四川发生强烈地震.地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来…我们知道地球的表层大多是岩石,而大多数岩石主要成分都是硅酸盐.下列叙述错误的是( )

A.3He和4He互为同位素
B.石英、水晶的主要成分是二氧化硅
C.正长石KAlSi3O8表示为K2O?Al2O3?3SiO2
D.高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3?2SiO2?2H2O

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