Question

13．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(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱．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）該反應的熱化學方程式為N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol．
（2）又知H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1，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408.815kJ．
（3）此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外還有一個很大的優(yōu)點是產(chǎn)物無污染．
已知：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=206.2kJ•mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=247.4kJ•mol^-1
2H₂S（g）═2H₂（g）+S₂（g）△H=169.8kJ•mol^-1
（4）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學方程式為CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0kJ•mol^-1．
（5）H₂S熱分解制氫氣時，常向反應器中通入一定比例空氣，使部分H₂S燃燒，其目的是為H₂S熱分解反應提供熱量；燃燒生成的SO₂與H₂S進一步反應，生成物在常溫下均為非氣體，寫出該反應的化學方程式：2H₂S+SO₂=2H₂O+3S↓．

Answer 1

分析 （1）反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根據(jù)0.4mol液態(tài)肼放出的熱量，計算1mol液態(tài)肼放出的熱量，進而寫出熱化學方程式；
（2）結(jié)合上述寫出的熱化學方程式和誰轉(zhuǎn)化的熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律合并寫出生成液態(tài)水時的熱化學方程式進行計算；
（3）依據(jù)反應N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）的產(chǎn)物是氮氣和水分析該反應的優(yōu)點；
（4）根據(jù)蓋斯定律，利用已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行加減，反應熱也乘以相應的系數(shù)進行相應的計算，據(jù)此書寫；
（5）使部分H₂S燃燒放出熱量，為H₂S熱分解反應提供熱量；SO₂與H₂S進一步反應，生成物在常溫下均非氣體，二者反應生成S與H₂O．

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$\frac{265.652kJ}{0.4}$=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=-641.63kJ/mol；
②H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律①+②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-817.63kJ/mol；
熱化學方程式中32g全部反應放熱817.63kJ，16g液態(tài)肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量為：817.63kJ×$\frac{1}{2}$=408.815kJ，
故答案為：408.815；
（3）還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑H₂O₂，當它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，除釋放大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有很突出的優(yōu)點是，產(chǎn)物為氮氣和水，清潔無污染，
故答案為：產(chǎn)物無污染．
（4）已知：①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂₆ （g）△H=-206.2kJ•mol^-1
②CH₄（g）+CO₂ （g）═2CO（g）+2H₂ （g）△H=-247.4kJ•mol^-1
由蓋斯定律，①×2-②得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ•mol^-1；
（5）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應提供熱量，SO₂與H₂S進一步反應，生成物在常溫下均非氣體，二者反應生成S與H₂O，
反應方程式為2H₂S+SO₂═2H₂O+3S，故答案為：為H₂S熱分解反應提供熱量；2H₂S+SO₂═2H₂O+3S↓．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫、有關反應熱的計算，題目難度中等，注意蓋斯定律的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．