Question

【題目】2016年9月我國成功利用大功率運載火箭發射“天宮二號”空間實驗室。火箭推進器中裝有還原劑肼（N2H4）（液態）和強氧化劑過氧化氫（H2O2），如圖是一定量肼完全反應生成氮氣和水過程中的能量變化圖。請回答下列問題：

（1）肼又名聯氨，請推測它的結構式：__________________________。

（2）液態肼與過氧化氫的反應屬于________（填“吸熱”或“放熱”）反應。

（3）寫出該火箭推進器中相關反應的化學方程式：_____________________。

（4）已知肼和氧氣可發生如下反應：N2H4（g）+O2（g）N2（g）+2H2O（g）

①某溫度下，容積固定的密閉容器中，下列描述可說明上述反應達到平衡的是______。

A. υ（N2） = υ（N2H4）

B. c（N2H4） : c（O2） : c（N2） = 1:1:1

C. 混合氣體的密度不再發生變化

D. 體系的壓強不再發生變化

E. 混合氣體的平均相對分子質量不再發生變化

F. 每斷開1 mol O=O鍵，同時斷開4 mol H-O鍵

②若想要增加該反應的正反應速率，你認為一定可行的方法有：____________。

A. 升高反應溫度 B. 加入適當的催化劑

C. 向容器中加入氧氣 D. 向容器中加入氖氣

Answer 1

【答案】 放熱 N2H4 + 2H2O2 = N2 + 4H2O DEF ABC

【解析】（1）肼的化學式為N2H4，N原子最外層有5個電子，形成三對共用電子對達到8電子的穩定結構。

（2）反應物總能量大于生成物總能量，肼與過氧化氫的反應屬于放熱反應。

（3）肼與過氧化氫反應生成N2和H2O，根據得失電子守恒和原子守恒配平。

（4）①根據反應達到平衡的本質標志和特征標志作答。

②根據外界條件對化學反應速率的影響作答。

（1）肼的化學式為N2H4，N原子最外層有5個電子，形成三對共用電子對達到8電子的穩定結構，肼的電子式為，結構式為。

（2）反應物總能量大于生成物總能量，肼與過氧化氫的反應屬于放熱反應。

（3）肼與過氧化氫反應生成N2和H2O，根據得失電子守恒和原子守恒，火箭推進器中發生的反應為N2H4+2H2O2=N2+4H2O。

（4）①A項，υ（N2）=υ（N2H4）未指明是正反應速率還是逆反應速率，不能說明反應達到平衡狀態；B項，c（N2H4）：c（O2）：c（N2）=1:1:1，不代表各組分的濃度保持不變，不能說明反應達到平衡狀態；C項，根據質量守恒定律，混合氣體的總質量始終不變，密閉容器的容積固定，混合氣體的密度始終不變，混合氣體的密度不再變化不能說明反應達到平衡狀態；D項，該反應的正反應為氣體分子數增大的反應，建立平衡的過程中氣體分子物質的量增大，在恒溫恒容時，體系的壓強增大，達到平衡時氣體分子物質的量不變，體系的壓強不變，體系的壓強不再變化能說明反應達到平衡狀態；E項，根據質量守恒定律，混合氣體的總質量始終不變，該反應的正反應為氣體分子數增大的反應，建立平衡的過程中氣體分子物質的量增大，混合氣體的平均相對分子質量減小，達到平衡時混合氣體分子物質的量不變，混合氣體的平均相對分子質量不變，混合氣體的平均相對分子質量不再發生變化能說明反應達到平衡狀態；F項，每斷開1molO=O鍵同時生成4molH-O鍵，生成4molH-O鍵同時斷開4molH-O鍵，說明反應達到平衡狀態；可說明反應達到平衡狀態的是DEF，答案選DEF。

②A項，升高反應溫度，該反應的正反應速率增加；B項，加入適當的催化劑，降低反應的活化能，該反應的正反應速率增加；C項，向容器中加入O2，增大反應物濃度，正反應速率增加；D項，向恒容容器中加入氖氣，各組分濃度不變，化學反應速率不變；增加正反應速率的方法有：ABC，答案選ABC。