Question

20．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(chǎn)生大量的N₂和水蒸氣，并放出大量熱．已知0.4mol液態(tài)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N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol．
（2）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44kJ•mol^-1，則16g液態(tài)肼燃燒生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是408.8kJ．
（3）上述反應應用于火箭推進劑，除釋放大量的熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很突出的優(yōu)點是生成N₂和H₂O，對環(huán)境無污染．
（4）已知N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.7kJ•mol^-1，N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O （g）；△H=-534kJ•mol^-1，根據(jù)蓋斯定律寫出肼與NO₂完全反應生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學方程式書寫方法寫出，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應焓變；
（2）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；
（3）肼燃燒生成氮氣和水；
（4）根據(jù)蓋斯定律計算焓變，并書寫熱化學方程式．

解答 解：（1）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；
（2）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；  
（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(zhì)無污染；
故答案為：生成N₂和H₂O，對環(huán)境無污染；
（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2②-①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．

點評 本題考查了化學反應能量變化的計算應用，物質(zhì)結(jié)構(gòu)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．