Question

2．（1）火箭推進器中盛有強還原劑液態肼（N₂H₄）和強氧化劑液態雙氧水．當把0.4mol液態肼和0.8mol H₂O₂混合反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.8kJ的熱量（相當于25℃、101kPa下測得的熱量）．
①反應的熱化學方程式為N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ/mol．
②又已知H₂O（l）═H₂O（g）△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409kJ．
③此反應用于火箭推進，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產物不會造成環境污染．
（2）已知熱化學方程式：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-25kJ•mol^-1
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47kJ•mol^-1
③Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=19kJ•mol^-1
寫出FeO（s）被CO還原生成Fe和CO₂的熱化學方程式：FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-11 kJ•mol^-1．
（3）已知反應2HI（g）═H₂（g）+I₂（g）的△H=+11kJ•mol^-1，1molH₂（g）、1molI₂（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436KJ、151KJ的能量，則1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為299kJ．

Answer 1

分析 （1）①依據反應物和生成物配平書寫化學方程式，根據定律關系判斷，0.4mol液態肼和0.8mol H₂O₂混合恰好反應，所以1mol液態肼完全反應放出641.75kJ的熱量；
②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；依據蓋斯定律計算分析得到；
③依據產物判斷生成物質無污染；
（2）依據蓋斯定律結合熱化學方程式計算，然后寫出熱化學方程式；
（3）正反應為吸熱反應，化學鍵斷裂時需吸收的能量-化學鍵生成時需放出的能量=反應吸收的熱量．

解答 解：（1）①反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，0.4mol液態肼放出256.8KJ的熱量，則1mol液態肼放出的熱量為$\frac{256.8kJ}{0.4}$=642kJ，
所以反應的熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ/mol；
②N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ/mol①；H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol②；依據蓋斯定律①-②×4得到N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-818KJ/mol：則16g液態肼物質的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol；與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量409kJ；
故答案為：409；
③此反應用于火箭推進，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產物為氮氣和水，是空氣成分不會造成環境污染；
故答案為：產物不會造成環境污染；
（2）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依據蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66KJ/mol；
得到熱化學方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol；
（3）設1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為x kJ，則：2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ，解得x=299，
故答案為：299kJ．

點評 本題考查熱化學方程式的書寫，蓋斯定律的計算判斷，反應熱的計算應用，注意蓋斯定律的應用，題目難度中等．