Question

（10分）現正開始使用一種安全氣袋以防止汽車撞車時在駕駛室的人因向前沖撞發生意外。這種氣袋內裝有一種能在高溫下分解出氣體的混合物。例如有一種配方為：

61%—68%NaN₃（疊氮化鈉）、0%—5%NaNO₃、0%—5%陶土、23%—28%Fe₂O₃粉、1%—2%SiO₂粉、2%—6%石墨纖維。這些粉末經加壓成型后，裝在一個大袋子里，袋子放在駕駛室座位前。撞車時，約在10毫秒（10^-3秒）內引發下列反應： 2NaN₃=2Na+3N₂（365℃分解）反應在約30毫秒內完成，袋內充滿N₂氣而脹大，阻止人體前沖。在以后的100~200毫秒內氣體“消失”，所以不致使人反彈，同時袋內的鈉變成氧化鈉。

（1）你認為完成上述引發分解、生成氣體的“消失”、鈉變成氧化鈉過程各需上述配方里哪些物質和起什么作用            。

（2）若氣袋內放300g NaN₃，在充滿氮氣時，袋內氣體體積為（1大氣壓，300K）    L 。若袋內氣體壓力達到4大氣壓（此時為350K），則袋內氣體體積為        L。

（3）配方中Fe₂O₃的量是如何控制的                                          。

（4）疊氮離子中有三個氮原子連成直線，N—N鍵等長（116pm）。寫出其電子式       。

（5）怎樣做到既使混合物在30毫秒內迅速分解，但又不燃燒、爆炸          。

 

Answer 1

【答案】

（10分）（1） NaN₃分解供產生N₂ ,陶土、SiO₂ 吸附N₂ ，Fe₂O₃使Na 變為Na₂O 。

       （2）V＝6．9×0．082×300＝169．7（L）

       V＝6．9×0．082× 350/4 ＝49．5（L）

（3） 6Na+Fe₂O₃＝2Fe+3Na₂O

（4）或

（5）原料粉碎、混勻、成型，使反應快、擴散快，反應要足夠快，使所釋放的熱“全”用于后續反應，而不使氣袋明顯升溫。

【解析】略