Question

13．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N₂H₄）和强氧化剂液态N₂O₄．已知：①2O₂（g）+N₂（g）=N₂O₄（l）△H₁   ②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H₂   ③O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（g）△H₃
④2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=-1048kJ/mol
（1）上述反应热效应之间的关系式为△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁，
（2）又已知H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol．则16g液态肼与液态N₂O₄反应生成液态水时放出的热量是612kJ．
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物不会造成环境污染．
（4）合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：
CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g）　已知，破坏1mol化学键需要吸收的热量如表所示：

化学键	C-H	O-H	C=O	H-H
吸收热量（kJ/mol）	414	464	803	436

试通过计算得出该反应的△H=+162 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①2O₂（g）+N₂（g）=N₂O₄（l）△H₁  
 ②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H₂ 
  ③O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（g）△H₃，2×③-2×②-①得，2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁，据此进行分析；
（2）H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，依据盖斯定律计算分析得到；
（3）依据产物判断生成物质无污染；
（4）图象分析可知反应物能量低于生成物，反应为吸热反应，化学反应吸收的热量=反应物键能总和-生成物键能总和．

解答 解：（1）①2O₂（g）+N₂（g）=N₂O₄（l）△H₁  
 ②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H₂ 
  ③O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（g）△H₃，2×③-2×②-①得，2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=2△H₃-2△H₂-△H₁，
故答案为：2△H₃-2△H₂-△H₁；
（2）①2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=-1048kJ/mol；
②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依据盖斯定律①-②×4得到2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1224kJ/mol，
而16g液态肼物质的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol，与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量=0.5mol×1224kJ/mol=612kJ，
故答案为：612；
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物为氮气和水，是空气成分不会造成环境污染，
故答案为：产物不会造成环境污染；
（4）反应过程中能量变化分析可知，反应物能量低于生成物，反应为吸热反应，CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g），破坏1mol化学键需要吸收的热量结合化学方程式计算，反应吸收的热量=4×414KJ/mol+4×464KJ/mol-2×803KJ/mol-4×436KJ/mol=162KJ/mol，
故答案为：+162．

点评 本题考查热化学方程式的书写，盖斯定律的计算判断，反应热的计算应用，注意盖斯定律的应用，题目难度中等