偏二甲肼与四氧化二氮

题目

偏二甲肼与四氧化二氮
我国长征系列火箭一子级和二子级均采用偏二甲肼和四氧化二氮作为推进剂,偏二甲肼是联氨的衍生物,联氨是氨的衍生物.试回答下列问题：
1.四氧化二氮中N的杂化方式和大π键
2.写出二元推进剂反应的化学方程式
3.偏二甲肼可用二甲胺被亚硝酸氧化,再用锌还原制备.写出各步反应方程式.
4.四氧化二氮存在自身电离平衡,可与氯化锌作用,写出其反应方程式.

答案

1、四氧化二氮分子结构 N原子以sp2杂化轨道成键,分子为平面形分子.
N2O4可以有两个二氧化氮分子化合而成.二氧化氮分子的中心原子N的2s电子中有一个被激发到Pz轨道,再采取sp2杂化,分别与两个氧原子（采取sp杂化）形成一个σ键；氮的Pz轨道中的两个电子和两个氧原子的Pz轨道中的一个电子形成三原子四电子π键；每两个二氧化氮分子中的氮原子的未成键的sp2杂化轨道重叠,形成σ键,从而形成一个N2O4分子.综上所述,每个N2O4分子中存在5个σ键,2个三原子四电子π键,分子的形状与乙烯类似.
2、:2N2H4+N2O4=3N2+4H2O
3、制法
二甲胺亚硝化法：二甲胺与亚硝酸作用后经还原而得.
(CH3)2NH + HNO2 → (CH3)2NNO + H2O
(CH3)2NNO + Zn + HCl → (CH3)2NNH2 + ZnCl2 + H2O
液态氯胺法：二甲胺和氯胺反应而得.
(CH3)2NH + ClNH2 → (CH3)2NNH2 + HCl
4、液态N2O4 ---> NO+ + NO3-;
2N2O4+ZnCl2=2NOCl+Zn(NO3)2