Question

6．在火箭推進器中裝有強還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑過氧化氫．當它們混合時，即產生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱．已知0.4mol液態肼與足量液態過氧化氫反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256kJ的熱量．
（1）寫出肼的結構式，過氧化氫的電子式．
（2）寫出該反應的熱化學方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-640KJ/mol．
（3）已知H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，則16g液態肼與足量液態過氧化氫反應生成氮氣和液態水時，放出的熱量為408kJ．
（4）上述反應用于火箭推進劑，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，還有一個很突出的優點是：生成物無污染．
（5）發射衛星可用氣態肼為燃料，二氧化氮做氧化劑，兩者反應生成氮氣和水蒸氣．
已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ•mol^-1  …①
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ•mol^-…②
請選擇書寫氣態肼和二氧化氮反應的熱化學方程式的計算表達式可以為：C
A．①-②×2B．①×2-②C．②×2-①D．②-①×2．

Answer 1

分析 （1）肼分子式為NH₂-NH₂，每個氮原子形成三個化學鍵，過氧化氫分子式H₂O₂，每個氧原子形成兩個共價鍵，依據結構寫出物質的結構式；
（2）依據熱化學方程式書寫方法寫出，標注物質聚集狀態和反應焓變；
（3）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到熱化學方程式，得到反應的焓變；
（4）肼燃燒生成氮氣和水；
（5）根據蓋斯定律來計算焓變并根據熱化學方程式的書寫方法來書寫．

解答 解：（1）肼分子式為NH₂-NH₂，每個氮原子形成三個化學鍵，結構式為：；過氧化氫分子式H₂O₂，每個氧原子形成兩個共價鍵，分子結構為：；
故答案為：；；
（2）0.4mol液態肼與足量過氧化氫反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256kJ的熱量，32g肼燃燒放熱640kJ；肼燃燒的熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-640kJ/mol；
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-640kJ/mol；
（3）已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ•mol^-1 …①
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ•mol^-…②；
依據蓋斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-816kJ/mol
則16g液態肼與足量液態過氧化氫反應生成氮氣和液態水放熱時408KJ；
故答案為：408；
（4）肼燃燒生成氮氣和水，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，生成的物質無污染；
故答案為：生成物無污染；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g），△H=+67.7KJ•mol^-1；
N₂ （g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H₁=67.7kJ/mol ①
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）；△H₂=一534kJ/mol ②
結結合蓋斯定律②×2-①得到肼與NO₂反應的熱化學方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）；
故答案為：C．

點評 本題考查了化學反應能量變化的計算應用，物質結構分析判斷，蓋斯定律的計算，熱化學方程式書寫方法，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力．