Question

在火箭推進器中裝有強還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑（H₂O₂），當它們混合時，即產生大量的N₂和水蒸氣，并放出大量熱．已知0.4mol液態肼和足量H₂O₂反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量．
（1）寫出該反應的熱化學方程式

 

．
（2）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44kJ?mol^-1，則16g液態肼燃燒生成氮氣和液態水時，放出的熱量是

 

kJ．
（3）上述反應應用于火箭推進劑，除釋放大量的熱和快速產生大量氣體外，還有一個很突出的優點是

 

．
（4）已知N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.7kJ?mol^-1，N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O （g）；△H=-534kJ?mol^-1，根據蓋斯定律寫出肼與NO₂完全反應生成氮氣和氣態水的熱化學方程式

 

．
（5）已知：N₂（g）+2O₂ （g）=2NO₂ （g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol

1

2

H₂（g）+

1

2

F2 （g）=HF（g）△H=-269kJ/mol
H₂（g）+

1

2

O₂ （g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol
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：熱化學方程式,有關反應熱的計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）計算1mol液態肼與足量液態雙氧水反應時放出的熱量，可寫出反應的熱化學方程式；
（2）根據蓋斯定律書寫計算；
（3）根據燃燒產物無污染來分析；
（4）依據熱化學方程式的意義和蓋斯定律的內容通過合并計算得到熱化學方程式；
（5）依據熱化學方程式的意義和蓋斯定律的內容通過合并計算得到熱化學方程式；

解答： 解：（1）0.4mol液態肼和足量H₂O₂反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量，1mol液態肼與足量液態雙氧水反應時放出的熱量641.625kJ，則熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625 kJ?mol^-1，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625 kJ?mol^-1；
（2）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625 kJ?mol^-1；
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，
依據蓋斯定律①-②×4得到，N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625 kJ?mol^-1；
16g液態肼物質的量為0.5mol，燃燒生成氮氣和液態水時，放出的熱量是：
817.625 kJ×0.5=408.8KJ；
故答案為：408.8；   
（3）除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，生成物為氮氣和水，不污染空氣，故答案為：生成物為氮氣和水，不污染空氣．；
故答案為：生成N₂和H₂O，對環境無污染；
（4）①N₂（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ/mol
依據蓋斯定律：②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
（5）①N₂（g）+2O₂ （g）=2NO₂ （g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
③

1

2

H₂（g）+

1

2

F2 （g）=HF（g）△H=-269kJ/mol
④H₂（g）+

1

2

O₂ （g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol
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，依據蓋斯定律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計算和蓋斯定律的計算應用，理解實質，掌握基礎是解題關鍵，題目較簡單．