火箭燃料肼是不是可再生能源
不是
N2H4中文名为肼,又称联氨、二铵,化学式也可写作H2NNH2,是一种无色发烟的、具有腐蚀性和强还原性的无色油状液体,有剧毒且极不稳定,有类似于氨的刺鼻气味。由氢氧化钠、氯和氨或尿素用乙二醇萃取,或由无水氨与肼盐作用而制得。
(1)无污染、资源丰富 、热值高等 (2)CH 4 (g)+2H 2 O(g)=CO 2 (g)+4H 2 (g) ΔH=+165kJ/mol (3)氢原子;氧原子 (4)N 2 H 4 -4e - +4OH - =N 2 +4H 2 O (5)①2H + +2e - =H 2 ;②1 (6)①变大;②CBAD |
阳极发生氧化反应:N2H4-4e=N2+4H+
总反应:4AgNO3+N2H4=4Ag+N2+4HNO3
1摩尔 4*108克
0.025摩尔 10.8克
NH2·NH2 又称联氨,一种强极性化合物。无色、油状液体,能很好地混溶于水、醇等极性溶剂中,与卤素、过氧化氢等强氧化剂作用能自燃,长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解,具有强烈的吸水性,贮存时用氮气保护并密封。有毒,能强烈侵蚀皮肤,对眼睛、肝脏有损害作用。肼是一种良好的火箭燃料,与适当的氧化剂配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。肼还可作为单元推进剂,普遍用在卫星和导弹的姿态控制上。肼的水合物称为水合肼(N2H4·H2O),常用作锅炉水的除氧剂,是塑料、橡胶发泡剂的原料,是异烟肼等药物的原料,还用于聚酰胺和环氧树脂的制造等方面。近年来,肼还在不断获得新的用途。
20世纪80年代初世界上水合肼的总产量已超过50万吨。中国于60年代初实现了工业化生产。将水合肼脱水、精馏即可制得肼,常采用苯胺或固体烧碱作为脱水剂。
水合肼的生产方法有氯胺法、尿素法和酮连氮法。
不一定需要氧气,其他氧化剂也可以代替氧气发生反应,产生大量能量的。
单元燃料一般是指火箭发射分三级燃料,每级是一个单元。
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10号以后元素就算了吧。另外,惰性气体元素也肯定不行。金属元素也不行。这样就只剩下了氢(H)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)这几种了。
氢(H)肯定算的。氢能源也是现在各国都在大力发展的一种清洁能源。因为氢燃烧后生成的物质是水,没有任何污染。
硼(B)可以用来制造高能燃料,如乙硼烷B2H6、丁硼烷B4H10,燃烧时都可以放出大量的热量。但这些物质都有剧毒,且燃烧产物为B2O3和水,一般用于火箭燃料。所以不能算是清洁能源。
碳(C)与氢(H)结合,是烃类化合物,燃烧放热,可作为能源。燃烧产物为二氧化碳和水。但如果该类化合物中碳比例过高,产生的二氧化碳过多,也不利于保护生态环境。所以,需要化合物中的碳尽可能少,氢尽可能多。故,甲烷、乙烷等低碳烷烃可认为是清洁能源,而高级烷烃和高级烯烃、炔烃、芳香烃等就应该不算是清洁能源。
氮(N)可以与氢生成肼(H2N-NH2),是含氮的高能燃料。一般用于火箭燃料,因有毒,所以不算是清洁能源。
氧(O)单质肯定是不算的。
氟(F)单质有毒,且不能在氧气中燃烧,其化合物也大多有毒,不能作为清洁能源。
所以,在1到18号元素中,能作为清洁能源的,只有氢和低级碳氢化合物。
多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素 但不是每个有碳元素的都是有机的 CO2 就不是
这个有机的意思一开始是因为大多的有机化合物只能从动植物中提炼 所以英语是 organic compound 代表与生命有关 但是随着尿素和醋酸的从无机物中制成 就打破了这个界限 但是这个说法就保留了下来
乙烷是CH3-CH3
而肼结构是NH2-NH2.
所以也看成是有机物.
而且化学性质和乙烷相似.如和氯气的取代反应等.
N2H4火箭材料的使用(1)
无色联氨为无色发烟液体,带微弱的氨味,
N2H4联氨又称肼,无色油状液体,有类似于氨的刺鼻气味,一种强极性化合物。肼的吸热反应物,反应热是50.6KJ/mol,与氧气燃烧热为621.5KJ/mol,这能说明联氨是一种火箭强有力的能源材料,N2H4及其甲基衍生物Me2NNH2和MeNHNH2主要的非商业用途用做导弹、宇宙飞船、月球飞行等的火箭燃料。联氨在空气中的爆炸极限是4.7%~100%,这个最高极限说明肼可以自燃,不易保存,它还存在一定毒性,并具有一定的危险性,这说明其在生产、运输和使用仍有许多要进行改进的地方。作为一种高能火箭助推材料,它的使用也标志着人类对于能源利用的掌控度上升到一个新的高度。当今联氨的制取仍使用在Rasching基础上的连续方法,由NH3和NaOCl(3:1)预先形成NH2Cl,然后注入无水NH3到比值大约为30:1的比率,同时增加反应器的温度和压力,制得联氨。(2)人类对于联氨的使用,开启了高能化合物使用的一个新时代,并带来一系列的科技革新。
氮五正离子的合成
氮五正离子在1999年由美国空军研究实验室推进科学与先进概念部的 Karl .O. Christed等化合而成,第一个氮五正离子化合物为N5SbF6,多氮化合物的稳定性常因为在各个氮原子存在一个离域大π键,使氮原子断键过程中短时间释放大量能量,但因为其合成成本过高,不易保存等因素的存在,N五正离子并没有被人类广泛使用,有可能在未来替代联氨成为新一代航空航天燃料,而成为了一个人类进行新的全氮化合物合成的热潮,相继带来了N8,N11等一系列化合物的合成,并进而发现金属含氮原子簇化合物同样具有高能材料的性质,为能源创新带来了一个新的高度。
含氮阴离子的成功(3)
2017年1月南京理工大学的科研团队首次合成了N5-含氮阴离子高能材料,创造性采用间氯过氧苯甲酸和甘氨酸亚铁分别作为切断试剂和助剂,通过氧化断裂的方式首次制备成功室温下稳定全氮阴离子盐,这又是人类在高能材料发展中又一次突破。其中一个为含钴金属为中心的氮五负离子配体化合物,另一个为(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl无机配位化合物,该无机化合物完全打破了金属离子中心以配位键稳定化合物结构的认识,该化合物具有高热稳定性,归因于氢键的存在,平均NN键长为1.315A,可见NN键断裂能释放出大量能量,其热分解所释放的巨大能量,将来有可能在军事方面得到有效应用。
当电解质为碱性或中性环境时:
负极的电极反应为:H₂N-NH₂+4OH--4e- = N₂ ↑ + 4H₂O
正极的电极反应为:2H₂O + O₂ + 4e- = 4OH-
电池总反应:H₂N-NH₂+ O₂ = N₂↑ + 2H₂O
当电解质为酸性环境时:
负极的电极反应为:H₂N-NH2 - 4e-=N₂ ↑+4H+
正极的电极反应为:O₂+4e- +4H+=4H₂O
电池总反应:H₂N-NH₂+ O₂ = N₂↑ + 2H₂O
由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料;同时没有机械传动部件,故没有噪声污染,排放出的有害气体极少。
由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术。
扩展资料:
燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无噪音,无污染,正在成为理想的能源利用方式。
燃料电池其原理是一种电化学装置,其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此,限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。
因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。
参考资料来源:百度百科——燃料电池