Question

2011年9月29日成功發(fā)射天宮一號的長征二號F型火箭巨大的推力來源于一個氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)時偏二甲肼（C₂H₈N₂）做燃料，N₂O₄做氧化劑，生成三種氣體物質(zhì)，完成并配平該燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式：C₂H₈N₂+N₂O₄=N₂↑+CO₂↑

 

（1）火箭發(fā)射前低溫加注的液態(tài)氧化劑N₂O₄是一種強酸性劇毒物質(zhì)，常溫下，純凈的N₂O₄是無色氣體，可溶于水，且與水反應(yīng)生成兩種含氧酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

，對上述反應(yīng)中的各種物質(zhì)，下列說法正確的是

 

．
A．N₂O₄只做氧化劑         
B．產(chǎn)物中兩種酸都是強酸
C．反應(yīng)中水只做溶劑       
D．N₂O₄泄漏后可產(chǎn)生紅棕色氣體
（2）通過儀器分析燃燒劑偏二甲肼分子，得知其分子結(jié)構(gòu)情況如下表：

	分子中所有的化學(xué)鍵	峰面積之比
紅外光譜	N-N N-C N-H C-H
核磁共振氫譜		3：1

符合上表結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)要求的同分異構(gòu)體共有

 

種，已知偏二甲肼的結(jié)構(gòu)中有一個氮原子上沒有連接氫原子，則偏二甲肼的結(jié)構(gòu)簡式是

 

．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,結(jié)構(gòu)簡式

專題：

分析：C₂H₈N₂中的N元素的化合價由-3價升高為0，C元素的化合價由-1價升高為+4價，故一個C₂H₈N₂參與反應(yīng)化合價升高16，N₂O₄中的N元素化合價由+4價降低為0，故一個N₂O₄參與反應(yīng)化合價降低8，結(jié)合電子守恒及質(zhì)量守恒定律解答；
（1）N₂O₄是無色氣體，可溶于水，且與水反應(yīng)生成兩種含氧酸，由反應(yīng)物可知兩種含氧酸必定都是含氮的含氧酸，再根據(jù)化合價變化書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)偏二甲肼分子核磁共振氫譜和紅外光譜進行分析．

解答： 解：C₂H₈N₂中的N元素的化合價由-3價升高為0，C元素的化合價由-1價升高為+4價，故一個C₂H₈N₂參與反應(yīng)化合價升高16，N₂O₄中的N元素化合價由+4價降低為0，故一個N₂O₄參與反應(yīng)化合價降低8，結(jié)合電子守恒所以C₂H₈N₂前為1，N₂O₄前為2，則氮氣前為3二氧化碳前為2，最后根據(jù)原子守恒補上4個水，反應(yīng)為C₂H₈N₂+2N₂O₄=3N₂↑+2CO₂↑+4H₂O↑，
故答案為：C₂H₈N₂+2N₂O₄=3N₂↑+2CO₂↑+4H₂O↑；
（1）N₂O₄是無色氣體，可溶于水，且與水反應(yīng)生成兩種含氧酸，由反應(yīng)物可知兩種含氧酸必定都是含氮的含氧酸，又N₂O₄的氮+4和水反應(yīng)剛好一個升高到+5的硝酸，一個降低到+3的亞硝酸，故反應(yīng)方程式為：N₂O₄+H₂O=HNO₃+HNO₂；根據(jù)以上分析A．N₂O₄只做氧化劑錯誤，C．反應(yīng)中水只做溶劑錯誤；B．產(chǎn)物中兩種酸都是強酸，因為亞硝酸是弱酸也錯誤；D．N₂O₄泄漏后可產(chǎn)生紅棕色氣體，由于存在N₂O₄?2NO₂平衡所以D正確；
故答案為：N₂O₄+H₂O=HNO₃+HNO₂；D；
（2）根據(jù)核磁共振氫譜，分子只有2種氫，說明分子對稱性好，和再結(jié)合紅外光譜確定分子結(jié)構(gòu)共2種，即CH₃-NH-NH-CH₃或，其中一個氮原子上沒有連接氫原子為，
故答案為：2；．

點評：本題主要考查了氧化還原反應(yīng)的基本概念、方程式書寫、配平以及有機物結(jié)構(gòu)的確立，難度不大，關(guān)鍵抓住核磁共振氫譜對分子結(jié)構(gòu)對稱性的判斷來進行書寫．