Question

3．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N₂H₄）和强氧化剂液态双氧水．当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热．已知0.4mol液态肼与足里的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量．
（1）此反应的热化学方程式为N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol．
（2）又己知H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol，则16g液态肼与足量液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为408.815kJ．
（3）此反应用于火箭推进，除释放大最热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物无污染．
（4）发射卫星可用气态肼（N₂H₄）作燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气．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
气态肼和二氧化氮反应的热化学方程式为2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1135.7 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）反应方程式为：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根据0.4mol液态肼放出的热量，计算1mol液态肼放出的热量，进而写出热化学方程式；
（2）根据盖斯定律合并写出生成液态水时的热化学方程式进行计算；
（3）依据反应N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）的产物是氮气和水分析该反应的优点；
（4）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
依据盖斯定律计算②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）．

解答 解：（1）反应方程式为：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，0.4mol液态肼放出256.652KJ的热量，则1mol液态肼放出的热量为$\frac{265.652KJ}{0.4}$=641.63kJ，
所以反应的热化学方程式为：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol，
故答案为：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；
依据盖斯定律①+②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-817.63kJ/mol；
热化学方程式中32g全部反应放热817.63kJ，16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量为：817.63kJ×$\frac{1}{2}$=408.815kJ，
故答案为：408.815；
（3）还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂H₂O₂，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，除释放大量热量和快速产生大量气体外，还有很突出的优点是，产物为氮气和水，清洁无污染，
故答案为：产物无污染；
（4）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
依据盖斯定律计算②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l），△H=-1135.7 kJ/mol；
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1135.7 kJ/mol．

点评 本题考查了热化学方程式的书写、有关反应热的计算，题目难度中等，注意盖斯定律的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．