Question

16．火箭推進器中盛有強還原性液態肼（N₂H₄）和強氧化劑液態雙氧水，當它們混合反應時，即生成大量氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱，已知0.4moL液態肼與過量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.65KJ的熱量：
（1）該反應的熱化學方程式為N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol．
（2）又已知：H₂O（g）→H₂O（L）△H=-44KJ/moL，則16g液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量是408.8kJ．
（3）此反應應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，還有一個很大的優點是生成物不會污染大氣．
（4）已知1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出熱量121kJ，其它相關數據如表：

	O=O（g）	H-H（g）	H-O（g）
1mol化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ	496	X	463

則表中X為436．

Answer 1

分析 （1）反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根據0.4mol液態肼放出的熱量，計算1mol液態肼放出的熱量，進而寫出熱化學方程式；
（2）結合上述寫出的熱化學方程式和誰轉化的熱化學方程式，根據蓋斯定律合并寫出生成液態水時的熱化學方程式進行計算；
（3）依據反應N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）的產物是氮氣和水分析該反應的優點；
（4）1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出熱量143kJ，故2mol氫氣燃燒生成2mol液態水時放出熱量為$\frac{2mol×2g/mol}{1g}$×143kJ=572kJ，18g水蒸氣變成液態水放出44kJ的熱量，2mol液態水變為氣態水吸收的熱量為$\frac{2mol×18g/mol}{18g}$×44kJ=88kJ，故2mol氫氣燃燒生成2mol氣態水時放出熱量為572kJ-88kJ=484kJ，反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=反應熱，據此計算．

解答 解：（1）反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，0.4mol液態肼放出256.65KJ的熱量，則1mol液態肼放出的熱量為$\frac{256.65KJ}{0.4}$=641.625kJ，
所以反應的熱化學方程式為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol；
（2）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol；
②H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol；
依據蓋斯定律①+②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-817.625kJ/mol；
熱化學方程式中32g全部反應放熱817.625kJ，16g液態肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態水時，放出的熱量為：817.625kJ×$\frac{1}{2}$=408.8kJ，
故答案為：408.8KJ；
（3）還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑H₂O₂，當它們混合時，即產生大量的氮氣和水蒸氣，除釋放大量熱量和快速產生大量氣體外，還有很突出的優點是，產物為氮氣和水，清潔無污染，
故答案為：生成物不會污染大氣；
（4）1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出熱量143kJ，故2mol氫氣燃燒生成2mol液態水時放出熱量為$\frac{2mol×2g/mol}{1g}$×143kJ=572kJ，18g水蒸氣變成液態水放出44kJ的熱量，2mol液態水變為氣態水吸收的熱量為$\frac{2mol×18g/mol}{18g}$×44kJ=88kJ，故2mol氫氣燃燒生成2mol氣態水時放出熱量為572kJ-88kJ=484kJ，故熱化學方程式為2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ/mol，所以2xkJ/mol+496kJ/mol-4×463kJ/mol=-484kJ/mol，解得x=436，
故答案為：436．

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，試題培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．