Question

【題目】火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當它們混合反應時，即產生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4 mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256 kJ的熱量。

（1）此反應的熱化學方程式為_______________________________________。

（2）又已知H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1則16 g液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量為________kJ。

（3）此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是________________________________。

（4）發(fā)射衛(wèi)星可用氣態(tài)肼(N2H4)作燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應生成氮氣和水蒸氣。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1 N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1 氣態(tài)肼和二氧化氮反應的熱化學方程式為_______________________________。

（5）反應2H2＋O22H2O的能量變化如圖所示。

已知拆開1 mol H2、1 molO2和1 mol H—O中的化學鍵分別需要消耗436 kJ、496 kJ和463 kJ的能量。則反應過程(Ⅱ)________(填“吸收”或“放出”)________kJ。

Answer 1

【答案】 N2H4(l) + 2H2O2(l)=N2(g) + 4H2O(g) ΔH＝－640 kJ·mol－1 408 不產生污染性物質 2N2H4(g) ＋2NO2(g)== 3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1000.3 kJ·mol－1 放出 1852

【解析】（1）反應方程式為：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4 mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256 kJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為256kJ/0.4mol=640kJ·mol－1，所以反應的熱化學方程式為：N2H4（g）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-640kJ·mol－1；（2）①N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-640kJ·mol－1；②H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1；依據蓋斯定律①+②×4得到N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（l）△H=-816kJ·mol－1，而16g液態(tài)肼物質的量為0.5mol，與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量=0.5mol×816kJ·mol－1=408kJ；（3）此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是 不產生污染性物質；（4）已知：①N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1 ， ②N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1 ，依據蓋斯定律②×2-①得到，氣態(tài)肼和二氧化氮反應的熱化學方程式為：2N2H4(g) ＋2NO2(g)== 3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1000.3 kJ·mol－1；（4）形成化學鍵放出能量，反應過程（Ⅱ）代表形成了2mol水，即4molH-O放出的能量，因此放出能量為4×463kJ=1852kJ。