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)N₂O₄．已知：①2O₂（g）+N₂（g）=N₂O₄（l）△H₁   ②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H₂   ③O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（g）△H₃
④2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=-1048kJ/mol
（1）上述反應熱效應之間的關系式為△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁，
（2）又已知H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol．則16g液態(tài)肼與液態(tài)N₂O₄反應生成液態(tài)水時放出的熱量是612kJ．
（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)點是產物不會造成環(huán)境污染．
（4）合成氨工業(yè)中氫氣可由天然氣和水反應制備，其主要反應為：
CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g）　已知，破壞1mol化學鍵需要吸收的熱量如表所示：

化學鍵	C-H	O-H	C=O	H-H
吸收熱量（kJ/mol）	414	464	803	436

試通過計算得出該反應的△H=+162 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①2O₂（g）+N₂（g）=N₂O₄（l）△H₁  
 ②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H₂ 
  ③O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（g）△H₃，2×③-2×②-①得，2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁，據此進行分析；
（2）H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，依據蓋斯定律計算分析得到；
（3）依據產物判斷生成物質無污染；
（4）圖象分析可知反應物能量低于生成物，反應為吸熱反應，化學反應吸收的熱量=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和．

解答 解：（1）①2O₂（g）+N₂（g）=N₂O₄（l）△H₁  
 ②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H₂ 
  ③O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（g）△H₃，2×③-2×②-①得，2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁，
故答案為：2△H₃-2△H₂-△H₁；
（2）①2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=-1048kJ/mol；
②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依據蓋斯定律①-②×4得到2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1224kJ/mol，
而16g液態(tài)肼物質的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=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×1224kJ/mol=612kJ，
故答案為：612；
（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)點是產物為氮氣和水，是空氣成分不會造成環(huán)境污染，
故答案為：產物不會造成環(huán)境污染；
（4）反應過程中能量變化分析可知，反應物能量低于生成物，反應為吸熱反應，CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g），破壞1mol化學鍵需要吸收的熱量結合化學方程式計算，反應吸收的熱量=4×414KJ/mol+4×464KJ/mol-2×803KJ/mol-4×436KJ/mol=162KJ/mol，
故答案為：+162．

點評 本題考查熱化學方程式的書寫，蓋斯定律的計算判斷，反應熱的計算應用，注意蓋斯定律的應用，題目難度中等