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

【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、H2(g)＋F2(g)===HF(g)　ΔH＝－269.0 kJ·mol－1

Ⅲ、H2(g)＋O2(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

（2）联氨和N2O4反应释放出大量热、产物无污染、产生大量气体等

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