第1章第1节 研究与实践　了解火箭推进剂 （教师版）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修1）

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《2021-2022 学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修 1）》
第1章 化学反应的热效应
第1节 反应热
研究与实践 了解火箭推进剂
【热烈祝贺】
2021 年 9 月 7 日 11 时 01 分，长征四号丙遥四十运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，成功
将高光谱观测卫星送入预定轨道，本次发射的高光谱观测卫星投入使用后可对内陆水体、陆表生态环境、
蚀变矿物、农作物、森林植被等地物目标，以及大气污染气体、温室气体 、PM2.5 等环境和气象要素进行
全球、长期、定量和综合观测，有效提升我国高光谱综合观测能力。
该系列火箭各级全部使用四氧化二氮和偏二甲阱作推进剂。
【研究目的】
火箭推进剂在航天和军事等领域具有广泛应用。通过查阅资料，了解火箭推进剂的发展历史、现状及
趋势，感受火箭推进剂的发展对人类社会进步的促进作用，体会化学反应中能量变化的重要价值。
【研究任务】
（1）了解火箭推进剂的发展历史
（2）了解我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点
（3）火箭推进剂的发展趋势——绿色推进剂
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【结果与讨论】
（1）选取自己感兴趣的方向进行研究并撰写研究报告，与同学交流和讨论
（2）通过研究，同学们得到什么启示？
【理论与应用】
目前火箭推进剂中较普遍的组合是肼(N2H4)和N2O4，两者反应生成 N2和水蒸气，回答下列问题：
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1＝＋8.7 kJ·mol－1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2＝＋50.6 kJ·mol－1
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
（1）则 N2H4和N2O4反应的热化学方程式为________________________________。
（2）N2H4和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 _____________________________。
（3）试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
（4）已知相关反应的化学键键能数据如下表所示：
化学键
N—H
N—N
N≡N
O—H
E/(kJ·mol－1)
390
190
946
460
则使 1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是________。
（5）有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知：
Ⅰ、N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ·mol－1
Ⅱ、1
2H2(g)＋1
2F2(g)===HF(g) ΔH＝－269.0 kJ·mol－1
Ⅲ、H2(g)＋1
2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
①请写出肼和氟气反应的热化学方程式： ________________________________。
②尽管氟气与肼反应释放的能量更大，但是氟气至今未被应用在火箭上，主要的原因
是 。
（6）通过查阅资料，说明肼作推进剂的缺点主要有哪些？
【答案】
（1）2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1077.1 kJ·mol－1
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