Question

11．在火箭推进器中装有还原剂肼（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，并放出大量的热量．已知0.4mol液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出256.65kJ的热量．
（1）写出过氧化氢的结构式：过氧化氢；肼含有的化学键的种类与过氧化氢中完全一样，由此可以推论肼的结构式为．
（2）写出肼和双氧水反应的热化学方程式N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol．
（3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放出大量热量和快速产生大量气体外，还有很突出的两个优点是释放出大量热量和快速产生大量气体外；生成N₂和H₂O，对环境无污染．
（4）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44kJ/mol，则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，
则肼与NO2完全反应的热化学方程式为2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）肼分子式为NH₂-NH₂，每个氮原子形成三个化学键，过氧化氢分子式H₂O₂，每个氧原子形成两个共价键，依据结构写出物质的结构式；
（2）依据热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态和反应焓变；
（3）肼燃烧生成氮气和水，产物无污染；
（4）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式，得到反应的焓变；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式．

解答 解：（1）过氧化氢分子式H₂O₂，每个氧原子形成两个共价键，分子结构为：；肼分子式为NH₂-NH₂，每个氮原子形成三个化学键，结构式为：，
故答案为：；；
（2）0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量，32g肼燃烧放热641.625kJ；肼燃烧的热化学方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol；
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol；
（3）肼燃烧生成氮气和水，除释放大量热和快速产生大量气体外，生成的物质无污染；
故答案为：释放出大量热量和快速产生大量气体外，生成N₂和H₂O，对环境无污染；
（4）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依据盖斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625kJ/mol
则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水放热时408.8KJ；
故答案为：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，
依据盖斯定律②×2-①得到肼与NO₂完全反应的热化学方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1135.7KJ/mol；
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol．

点评 本题考查了化学反应能量变化的计算应用，物质结构分析判断，盖斯定律的计算，热化学方程式书写方法，题目难度中等．