Question

11．在火箭推進器中裝有還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑H₂O₂，當它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱量．已知0.4mol液態(tài)肼和足量雙氧水反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.65kJ的熱量．
（1）寫出過氧化氫的結構式：過氧化氫；肼含有的化學鍵的種類與過氧化氫中完全一樣，由此可以推論肼的結構式為．
（2）寫出肼和雙氧水反應的熱化學方程式N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol．
（3）上述反應應用于火箭推進劑，除釋放出大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有很突出的兩個優(yōu)點是釋放出大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外；生成N₂和H₂O，對環(huán)境無污染．
（4）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44kJ/mol，則16g液態(tài)肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是408.8KJ．
（5）已知N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.7kJ/mol，
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）；△H=-534kJ/mol，
則肼與NO2完全反應的熱化學方程式為2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）肼分子式為NH₂-NH₂，每個氮原子形成三個化學鍵，過氧化氫分子式H₂O₂，每個氧原子形成兩個共價鍵，依據(jù)結構寫出物質的結構式；
（2）依據(jù)熱化學方程式書寫方法寫出，標注物質聚集狀態(tài)和反應焓變；
（3）肼燃燒生成氮氣和水，產(chǎn)物無污染；
（4）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到熱化學方程式，得到反應的焓變；
（5）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到熱化學方程式．

解答 解：（1）過氧化氫分子式H₂O₂，每個氧原子形成兩個共價鍵，分子結構為：；肼分子式為NH₂-NH₂，每個氮原子形成三個化學鍵，結構式為：，
故答案為：；；
（2）0.4mol液態(tài)肼與足量過氧化氫反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量，32g肼燃燒放熱641.625kJ；肼燃燒的熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol；
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol；
（3）肼燃燒生成氮氣和水，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，生成的物質無污染；
故答案為：釋放出大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，生成N₂和H₂O，對環(huán)境無污染；
（4）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625kJ/mol
則16g液態(tài)肼與足量液態(tài)過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水放熱時408.8KJ；
故答案為：408.8KJ；
（5）已知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②×2-①得到肼與NO₂完全反應的熱化學方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1135.7KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol．

點評 本題考查了化學反應能量變化的計算應用，物質結構分析判斷，蓋斯定律的計算，熱化學方程式書寫方法，題目難度中等．