Question

火箭的主要燃料是“偏二甲肼”，已知該化合物由C．H、N三種元素組成，W_C=40%，W_H=13.33%，其分子量為60．通過結(jié)構(gòu)分析可知，該物質(zhì)分子中其中有一個(gè)氮原子以存在，且不與H原子直接相連．燃料的氧化劑是N₂O₄，燃燒產(chǎn)物只有CO₂、H₂O、N₂；5.00g“偏二甲肼”完全燃燒時(shí)可放出212.5kJ熱量．
（1）試推算“偏二甲肼”的分子式，并寫出它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．
（2）寫出燃料燃燒的熱化學(xué)方程式．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,有機(jī)物實(shí)驗(yàn)式和分子式的確定

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,有機(jī)物分子組成通式的應(yīng)用規(guī)律

分析：（1）根據(jù)分子中各個(gè)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來確定物質(zhì)的分子式，據(jù)C、N、H分別能夠形成共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)為4、3、1和存在一個(gè)推斷；
（2）根據(jù)5g液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)N₂O₄完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的N₂、H₂O和CO₂，同時(shí)放出212.5kJ熱量來書寫熱化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）偏二甲肼含C、H、N三種元素，其中C、N、H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40.0%、46.7%、13.3%，所以三種原子的個(gè)數(shù)比=各個(gè)原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和相對(duì)原子質(zhì)量比的比值，即C：H：N=

40%

12

：

13.33%

1

：

46.67%

14

=1：4：1，所以偏二甲肼分子的最簡(jiǎn)式為：CH₄N，偏二甲肼的相對(duì)分子質(zhì)量是60，
即分子式為C₂H₈N₂，C、N、H分別能夠形成共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)為4、3、1并存在一個(gè)，可推出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，
答：分子式為C₂H₈N₂，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；
（2）5.00g偏二甲肼的物質(zhì)的量為：

5.00g

60g/mol

=

1

12

mol，

1

12

液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)N₂O₄完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的N₂、H₂O和CO₂，同時(shí)放出212.5kJ熱量，則1mol液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)N₂O₄完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的N₂、H₂O和CO₂，同時(shí)會(huì)放出2550kJ熱量，熱化學(xué)方程式為C₂H₈N₂（1）+2N₂O₄（1）═2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g）△H=-2550 kJ?mol^-1，
答：燃燒的熱化學(xué)方程式為C₂H₈N₂（1）+2N₂O₄（1）═2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g）△H=-2550 kJ?mol^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及分子式、結(jié)構(gòu)式確定，熱化學(xué)方程式書寫等知識(shí)，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度較大．