Question

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）写出肼和过氧化氢的结构式  肼______，过氧化氢______．
（2）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，还有一个很突出的优点是______．
（3）写出肼和双氧水反应的热化学方程式______．
（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______．
（5）发射卫星时可用肼（N₂H₄）为燃料和二氧化氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水．已知：
N₂ （g）+2O₂（g）=2NO₂ （g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
H₂ （g）+F₂（g）=HF （g）△H=-538kJ/mol
2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol
则肼与NO₂完全反应的热化学方程式为______．有人认为若用F₂ （g）代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放能量更大，N₂H₄ （g）和F₂ （g）反应的热化学方程式：______．

Answer 1

（1）N₂H₄中N原子之间形成1对共用电子对，N原子H原子质量形成1对共用电子对，结构式为



；
H₂O₂中O原子之间形成1对共用电子对，O原子与H原子之间形成1对共用电子对，结构式为H-O-O-H，
故答案为：



；H-O-O-H；

（2）肼（N₂H₄）和H₂O₂反应，产物为氮气和水，无污染，故答案为：产物为氮气和水，无污染；
（3）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，1mol液态肼放出的热量为256.65kJ×

1mol

0.4mol

=641.625kJ，
该反应热化学方程式为：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；
（4）已知：①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44KJ/mol，
根据盖斯定律，①-②×4得N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-817.625kJ/mol，
16g液态肼的物质的量为

16g

32g/mol

=0.5mol，完全反应生成液态水时放出的热量为0.5mol×817.625kJ/mol=408.8k，J
故答案为：408.8kJ；
（5）已知：Ⅰ、N₂ （g）+2O₂（g）=2NO₂ （g）△H=+67.7kJ/mol
Ⅱ、N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅱ×2-Ⅰ得2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1153.7KJ/mol，
已知：Ⅰ、N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
Ⅱ、H₂ （g）+F₂（g）=2HF （g）△H=-538kJ/mol
Ⅲ、2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅲ+Ⅱ×2得N₂H₄（g）+2F₂ （g）═N₂（g）+4HF （g）△H=-1135KJ/mol；
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1153.7KJ/mol；
N₂H₄（g）+2F₂ （g）═N₂（g）+4HF （g）△H=-1135KJ/mol．