Question

8．已知：0.4mol液態(tài)N₂H₄與足量的液體雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出200.0kJ的熱量．
（1）上述反應的△S＞0（填“＞”、“＜”或“=”）；已知H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol．如果生成水為液態(tài)，此時的熱化學方程式為N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-676kJ/mol．
（2）當生成水為液態(tài)，有2.00mol氮氣生成時，反應轉移的電子數(shù)為8N_A；，此時放出熱量為1352kJ．
（3）我國“長征”運載火箭一級推進劑采用四氧化二氮和C₂H₈N₂作為反應物，產(chǎn)物無污染．請寫出推進劑在發(fā)動機中充分反應時的化學方程式C₂H₈N₂+2N₂O₄$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$3N₂+4H₂O+2CO₂；C₂H₈N₂代替N₂H₄用于火箭推進，除釋放大量熱外，還有一個優(yōu)點是產(chǎn)物無污染．

Answer 1

分析 反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根據(jù)0.4mol液態(tài)肼與足量的液體雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出200.0kJ的熱量，計算1mol液態(tài)肼放出的熱量為$\frac{200.0KJ}{0.4mol}$=500KJ/mol，進而寫出熱化學方程式，N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-500kJ/mol，
（1）反應前后氣體體積增大，反應熵變△S＞0，結合上述寫出的熱化學方程式和水轉化的熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律合并寫出生成液態(tài)水時的熱化學方程式進行計算；
（2）化學方程式中氮元素化合價-2價變化為0價，生成1molN₂，反應過程中電子轉移總數(shù)4e^-，依據(jù)熱化學方程式計算；
（3）偏二甲肼在點燃的條件下與四氧化二氮反應，生成氮氣、水和二氧化碳，產(chǎn)物無污染；

解答 解：（1）依據(jù)分析可知，反應的熱化學方程式，N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-500kJ/mol，反應氣體體積增大，所以反應△S＞0，
①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-500kJ/mol；
②H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律①+②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-676kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-676kJ/mol；
（2）當生成水為液態(tài)，反應的熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-676kJ/mol，生成1molN₂，反應過程中電子轉移總數(shù)4e^-，有2.00mol氮氣生成時，反應轉移的電子物質的量8mol，電子轉移總數(shù)8N_A，此時放出熱量676KJ/mol×2mol=1352KJ，
故答案為：8，1352；
（3）偏二甲肼在點燃的條件下與四氧化二氮反應，生成氮氣、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：C₂H₈N₂+2N₂O₄ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$3N₂+4H₂O+2CO₂，C₂H₈N₂代替N₂H₄用于火箭推進，除釋放大量熱外，還有一個優(yōu)點是產(chǎn)物無污染，
故答案為：C₂H₈N₂+2N₂O₄ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$3N₂+4H₂O+2CO₂，產(chǎn)物無污染．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫、有關反應熱的計算，題目難度中等，注意蓋斯定律的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．