Question

14．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．當把0.4mol液態(tài)肼和0.8mol H₂O₂混合反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.7kJ的熱量（相當于25℃、101kPa下測得的熱量）．
（1）反應的熱化學方程式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)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量是408.875 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)點是產物不會造成環(huán)境污染．
（4）根據下列3個熱化學反應方程式：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO₂氣體的熱化學反應方程式：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，計算1molN₂H₄反應放出的熱量，注明物質的聚集狀態(tài)與反應熱書寫熱化學方程式；
（2）根據蓋斯定律書寫生成液態(tài)水時的熱化學方程式，16g液態(tài)肼為0.5mol，結合熱化學方程式計算；
（3）反應生成物為氮、水，不會造成環(huán)境污染；
（4）已知：①．Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol
②.3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol
③．Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol
根據蓋斯定律，（①×3-②-③×2）÷6可得：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）．

解答 解：（1）反應方程式為：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256.7kJ×$\frac{1mol}{0.4mol}$=641.75kJ，反應的熱化學方程式為：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，
根據蓋斯定律，①-②×4可得：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.75KJ/mol，
16g液態(tài)肼物質的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol，與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量為817.75kJ×$\frac{0.5mol}{1mol}$=408.875kJ，
故答案為：408.875；
（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)點是產物為氮氣和水，是空氣成分不會造成環(huán)境污染，
故答案為：產物不會造成環(huán)境污染；
（4）已知：①．Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol
②.3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol
③．Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol
根據蓋斯定律，（①×3-②-③×2）÷6可得：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=[（-24.8kJ/mol）×3-（-47.2kJ/mol）-（+640.5kJ/mol）×2]÷6=-218.0kJ/mol，
反應熱化學方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol．

點評 本題考查反應熱的計算、蓋斯定律應用等，題目難度中等，注意對蓋斯定律的理解應用．