Question

15．火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼（N₂H₄）和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水．當(dāng)把0.4mol液態(tài)肼和0.8mol H₂O₂混合反應(yīng)，生成氮氣和水蒸氣，放出256.7kJ的熱量（相當(dāng)于25℃、101kPa下測得的熱量）．
（1）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol．
（2）又已知H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol．則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是408.875kJ．
（3）此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是產(chǎn)物不會造成環(huán)境污染．
（4）已知：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）=-571.6kJ•mol^-1
則常溫下氮氣與水反應(yīng)生成氨氣與氧氣的熱化學(xué)方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1536kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)反應(yīng)物和生成物配平書寫化學(xué)方程式，根據(jù)定律關(guān)系判斷，0.4mol液態(tài)肼和0.8mol H₂O₂混合恰好反應(yīng)，所以1mol液態(tài)肼完全反應(yīng)放出641.75kJ的熱量；
（2）H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；依據(jù)蓋斯定律計算分析得到；
（3）依據(jù)產(chǎn)物判斷生成物質(zhì)無污染；
（4）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1 ②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1 ，則利用蓋斯定律，將①×2-②×3可得氨氣與氧氣的熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，0.4mol液態(tài)肼放出256.7KJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為$\frac{256.7kJ}{0.4}$=641.75kJ，
所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol；
（2）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol；②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律①-②×4得到N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.75KJ/mol，
16g液態(tài)肼物質(zhì)的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol，
所以16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是408.875KJ，故答案為：408.875；
（3）此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是產(chǎn)物為氮氣和水，是空氣成分不會造成環(huán)境污染，
故答案為：產(chǎn)物不會造成環(huán)境污染；
（4）已知：①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1 ②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
則利用蓋斯定律，將①×2-②×3可得
常溫下氮氣與水反應(yīng)生成氨氣與氧氣的熱化學(xué)方程式為2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）
△H=2×（-92.4kJ•mol^-1）-3×（-571.6kJ•mol^-1）=+1536kJ•mol^-1，
故答案為：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1536kJ•mol^-1．

點評 該題考查熱化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)熱的計算，是高考中的常見題型，試題基礎(chǔ)性強(qiáng)，難易適中．該題結(jié)合火箭發(fā)射，有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性．