Question

15．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N₂H₄）和强氧化剂液态双氧水．当把0.4mol液态肼和0.8mol H₂O₂混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量（相当于25℃、101kPa下测得的热量）．
（1）反应的热化学方程式为N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol．
（2）又已知H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol．则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是408.875kJ．
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物不会造成环境污染．
（4）已知：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）=-571.6kJ•mol^-1
则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1536kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依据反应物和生成物配平书写化学方程式，根据定律关系判断，0.4mol液态肼和0.8mol H₂O₂混合恰好反应，所以1mol液态肼完全反应放出641.75kJ的热量；
（2）H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；依据盖斯定律计算分析得到；
（3）依据产物判断生成物质无污染；
（4）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1 ②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1 ，则利用盖斯定律，将①×2-②×3可得氨气与氧气的热化学方程式．

解答 解：（1）反应方程式为：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，0.4mol液态肼放出256.7KJ的热量，则1mol液态肼放出的热量为$\frac{256.7kJ}{0.4}$=641.75kJ，
所以反应的热化学方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol，
故答案为：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；
依据盖斯定律①-②×4得到N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.75KJ/mol，
16g液态肼物质的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol，
所以16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是408.875KJ，故答案为：408.875；
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物为氮气和水，是空气成分不会造成环境污染，
故答案为：产物不会造成环境污染；
（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
则利用盖斯定律，将①×2-②×3可得
常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）
△H=2×（-92.4kJ•mol^-1）-3×（-571.6kJ•mol^-1）=+1536kJ•mol^-1，
故答案为：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1536kJ•mol^-1．

点评 该题考查热化学方程式的书写、反应热的计算，是高考中的常见题型，试题基础性强，难易适中．该题结合火箭发射，有利于培养学生学习化学的兴趣，有利于调动学生的学习积极性．