Question

（9分）发射卫星时可用肼（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) +2 O₂(g) = 2NO₂(g)；△H＝+67.7kJ·mol^－1

N₂H₄(g) + O₂(g) = N₂(g) + 2H₂O(g)；△H＝-534kJ·mol^－1

1/2H₂(g) + 1/2F₂(g) = HF(g)；△H＝-269kJ·mol^－1

H₂(g) + 1/2O₂(g) = H₂O(g)；△H＝-242kJ·mol^－1

(1) 肼和二氧化氮反应的热化学方程式为                                    ；此反应用于火箭推进，除释放大量能量和快速产生气体外，还有一个很大的优点是：__________                                                      。

(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大。肼和氟气反应的热化学方程式为                                              ___。

 

Answer 1

【答案】

(1) N₂H₄(g) + NO₂(g) ＝ 3/2 N₂(g) + 2H₂O(g)       △H＝－567.9kJ·mol^－1

产物为N₂和H₂O，对环境无污染。

(2) N₂H₄(g) +2 F₂(g) = N₂(g) + 4 HF(g)；△H＝－1126kJ·mol^－1

【解析】（1）考查盖斯定律的应用。根据反应①N₂(g) +2 O₂(g) = 2NO₂(g)和反应②N₂H₄(g) + O₂(g) = N₂(g) + 2H₂O(g)可知，②－1/2①即得到 N₂H₄(g) + NO₂(g) ＝ 3/2 N₂(g) + 2H₂O(g)，所以反应热是―534kJ·mol^－1―67.7kJ·mol^－1×1/2＝－567.9kJ·mol^－1。根据方程式可知，生成物是氮气和水，对环境无污染。

（2）根据反应③1/2H₂(g) + 1/2F₂(g) = HF(g)和反应④可知，③×4－④×2＋②即得到N₂H₄(g) +2 F₂(g) = N₂(g) + 4 HF(g)，所以反应热是－269kJ·mol^－1×4＋242kJ·mol^－1×2－534kJ·mol^－1＝－1126kJ·mol^－1。