Question

【題目】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16 g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)==2 NO2(g)；△H=+67.7 kJ·mol-1， N2H4(g)+O2(g)== N2(g)+2H2O (g)；△H= -534 kJ·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

1/2H2(g)＋1/2F2(g)＝HF(g) △H=-269kJ/mol

H2(g)＋1/2O2(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

【答案】

（1）N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-641.625kJ·mol-1

（2）408.8（3）生成N2和H2O，對環境無污染

（4）2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135.7kJ·mol-1

（5）N2H4(g)＋2F2(g)＝N2(g)＋4HF(g) △H=－1135kJ/mol

【解析】

試題分析：

（1）已知0.4mol液態肼和足量H2O2（l）反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.64kJ的熱量，依據熱化學方程式的書寫原則，結合定量關系寫出，1mol肼和過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣放出的熱量==641.6KJ，所以熱化學方程式為：N2H4(l)+2 H2O2 (l) = N2(g)+ 4 H2O (g) △H= - 641.625 kJ·mol-1；

（2）16g液態肼物質的量==0.5mol，由①N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）；△H=-641.6kJ/mol；②H2O（1）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，結合蓋斯定律的內容和要求，可以把②×4方向倒轉得到③4H2O（g）=4H2O（l）△H=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol，①+③得到N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（l）；△H=-817.6kJ/mol，所以0.5mol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==408.8kJ，故答案為：408.8；

（3）反應應用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速生成大量氣體產生巨大推力外，反應的生成物是氮氣和水，很突出的優點是對環境無污染；故答案為：產物為氮氣和水，無污染；

（4））①N2（g）+2O2（g）═2NO2（g），△H=+67.7kJ·mol-1；②N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O （g），△H=-534kJ·mol-1將方程式②×2-①得2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=2（-534kJ·mol-1）-（+67.7kJ·mol-1）=-1135.7kJ·mol-1，故答案為：2N2H4（g）+2 NO2 （g）═3N2（g）+4 H2O（g）；△H=-1135.7kJ·mol-1。

（5）已知：①N2H4(g) ＋O2(g) ＝ N2(g) ＋2H2O (g) △H = -543kJ/mol；②1/2H2 (g) ＋ 1/2F2 (g) ＝ HF (g) △H = -269kJ/mol；③H2(g) ＋ 1/2O2 (g) ＝ H2O (g) △H = -242kJ/mol。肼和氟反應的化學方程式為④N2H4 (g) ＋2F2 (g) ＝ N2(g) ＋4HF；根據蓋斯定律可得：④=①＋②×4－③×2，則肼和氟反應的熱化學方程式：N2H4 (g) ＋2F2 (g) ＝ N2(g) ＋4HF (g) △H = －1135 kJ/mol。