Question

3．火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼（N₂H₄）和強氧化劑液態(tài)雙氧水．當(dāng)它們混合反應(yīng)時，即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱．已知0.4mol液態(tài)肼與足里的液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652kJ的熱量．
（1）此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol．
（2）又己知H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol，則16g液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量為408.815kJ．
（3）此反應(yīng)用于火箭推進，除釋放大最熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是產(chǎn)物無污染．
（4）發(fā)射衛(wèi)星可用氣態(tài)肼（N₂H₄）作燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣．已知：
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=67.7kJ•mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ•mol^-1
氣態(tài)肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1135.7 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根據(jù)0.4mol液態(tài)肼放出的熱量，計算1mol液態(tài)肼放出的熱量，進而寫出熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)蓋斯定律合并寫出生成液態(tài)水時的熱化學(xué)方程式進行計算；
（3）依據(jù)反應(yīng)N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）的產(chǎn)物是氮氣和水分析該反應(yīng)的優(yōu)點；
（4）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計算②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）．

解答 解：（1）反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，0.4mol液態(tài)肼放出256.652KJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為$\frac{265.652KJ}{0.4}$=641.63kJ，
所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol；
（2）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol；
②H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律①+②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-817.63kJ/mol；
熱化學(xué)方程式中32g全部反應(yīng)放熱817.63kJ，16g液態(tài)肼與足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量為：817.63kJ×$\frac{1}{2}$=408.815kJ，
故答案為：408.815；
（3）還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑H₂O₂，當(dāng)它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，除釋放大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有很突出的優(yōu)點是，產(chǎn)物為氮氣和水，清潔無污染，
故答案為：產(chǎn)物無污染；
（4）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計算②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l），△H=-1135.7 kJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1135.7 kJ/mol．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、有關(guān)反應(yīng)熱的計算，題目難度中等，注意蓋斯定律的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．