Question

火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼（N₂H₄）和強氧化劑液態(tài)雙氧水．當它們混合反應時，即產生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱．已知0.4mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652KJ的熱量．
（1）反應的熱化學方程式為

 

．
（2）又已知H₂O（l）=H₂O（g）；△H=+44kJ/mol．則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量是

 

KJ．
（3）此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是

 

．
發(fā)射衛(wèi)星時可用肼（N2H4）為燃料和二氧化氮做氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態(tài)水．
已知：N₂ （g）+2O₂ （g）=2NO₂ （g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄ （g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
1/2H₂ （g）+1/2F₂ （g）=HF （g）△H=-269kJ/mol
H₂ （g）+1/2O₂（g）=H₂O （g）△H=-242kJ/mol
（4）肼和二氧化氮反應的熱化學方程式為

 

（5）有人認為若用氟代替二氧化氮作氧化劑，則反應釋放能量更大，肼和氟反應的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：有關反應熱的計算,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）依據(jù)反應物和生成物配平書寫化學方程式，根據(jù)定律關系判斷，0.4mol液態(tài)肼和0.8mol H₂O₂混合恰好反應，所以1mol液態(tài)肼完全反應放出641.75kJ的熱量；
（2）H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，依據(jù)蓋斯定律計算分析得到；
（3）根據(jù)肼燃燒產物是氮氣和水蒸氣，都是無污染的物質來回答；
（4）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（5）依據(jù)熱化學方程式，結合目標熱化學方程式，利用蓋斯定律計算得到．

解答： 解：（1）反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，0.4mol液態(tài)肼放出256.652KJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為

256.625kJ

0.4

=641.63kJ，所以反應的熱化學方程式為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol；
（2）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol；②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律①-②×4得到N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.75kJ/mol，
而16g液態(tài)肼物質的量為0.5mol，與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量=0.5mol×817.75kJ/mol=408.875kJ，
故答案為：408.875．
（3）此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是氮氣和水是無污染物質，故答案為：產物環(huán)保無污染；
（4）①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.7kJ?mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律②×2-①得到，2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1153.7kJ?mol^-1；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1153.7kJ?mol^-1 ；
（5）①N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1
②

1

2

H₂（g）+

1

2

F₂（g）=HF（g）△H=-269kJ?mol^-1
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①-③×2+②×4得到：N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1135kJ?mol^-1；
故答案為：N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1135kJ?mol^-1．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫，蓋斯定律的應用和反應熱的計算，其中蓋斯定律的應用一直是考查的熱點，注意掌握，題目難度中等．