Question

【題目】Ⅰ.聯氨(又稱肼，N2H4，無色液體)是一種應用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料。

回答下列問題：

(1)實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨，反應的化學方程式為________________。

(2)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1

②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2

③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3

④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝－1048.9 kJ·mol－1

上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4＝__________________，聯氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為________________。

Ⅱ.煤燃燒排放的煙氣含SO2和NO2，形成酸雨，污染大氣。現用NaClO、Ca(ClO)2處理，得到較好的煙氣脫硫效果。

(3)已知下列反應：

SO2(g)＋2OH－(aq)===SO32－ (aq)＋H2O(l)　ΔH1

ClO－(aq)＋SO32－ (aq)===SO42－ (aq)＋Cl－(aq)　ΔH2

CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO42－ (aq)　ΔH3

則反應SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________。

Ⅲ.工業上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應制備磷酸。已知25 ℃，101 kPa時：

CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－271 kJ/mol

5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)　ΔH＝－937 kJ/mol

則Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是__________________。

Answer 1

【答案】 NaClO+2NH3＝N2H4+NaCl+H2O △H4＝2△H3－2△H2-△H1 反應放熱量大、產生大量氣體 △H1＋△H2-△H3 Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+H3PO4(l)+HF(g) △H=－418kJ/mol

【解析】Ⅰ.（1）次氯酸鈉溶液與氨氣反應制備聯氨，氯元素的化合價由+1價降低到－1價，得到2個電子，N元素的化合價由－3價升高到－2價，失去1個電子，根據得失電子守恒和原子守恒可知反應的化學方程式為NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。（2）根據蓋斯定律可知2×③-2×②-①即得到反應2N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH4，所以反應的熱效應之間的關系為2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；聯氨有強還原性，N2O4有強氧化性，兩者發生氧化還原反應，放出大量的熱，產生大量氣體，因此聯氨和N2O4可作為火箭推進劑。Ⅱ.（3）設已知中三個反應分別為①②③，根據蓋斯定律可知①+②-③即得到反應SO2(g)＋Ca2+(aq)＋ClO-(aq)＋2OH-(aq)=CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl-(aq)的ΔH =ΔH1+ΔH2-ΔH3；Ⅲ.設已知中兩個反應分別為①②，根據蓋斯定律可知①×5-②即得到反應Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)=5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)的ΔH =-418 kJ/mol。