Question

【题目】I、在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量N2和水蒸气，并放出大量热．已知0.4mol液态肼和足量液态H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量．

（1）写出该反应的热化学方程式_________________．

（2）已知H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJ·mol﹣1，则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ．

（3）丙烷燃烧可以通过以下两种途径：途径I：C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣a kJ·mol﹣1;途径II：C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）△H=+b kJ·mol﹣1;2C3H6（g）+9O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）△H=﹣c kJ·mol﹣1;2H2（g）+O2 （g）═2H2O（l）△H=﹣d kJ·mol﹣1 （abcd均为正值）判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径I放出的热量_______（填“大于”、“等于”或“小于”）途径II放出的热量．

II、利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。

回答下列问题：

（1）为什么所用NaOH溶液要稍过量？__________________________。

（2）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g1·℃1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

实验 序号	起始温度t1/℃		终止温度t2/℃
	盐酸	氢氧化钠
1	20.0	20.0	23.0
2	20.1	20.1	23.2
3	20.1	20.1	24.2
4	20.2	20.2	23.4

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝____kJ·mol1_(结果保留一位小数)。

（3）不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_________________。

Answer 1

【答案】N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol 408 等于 确保盐酸被完全中和 51.8 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定

【解析】

I、（1）0.4mol液态肼和足量液态H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量，则1mol液态肼和足量液态H2O2反应，放出热量为640kJ/mol，据此写出该热化学反方程式；

（2）根据盖斯定律求出N2H4（1）与H2O2（1）反应的△H，然后根据16g液态肼的物质的量（0.5mol）计算出反应放出的热量；

（3）根据盖斯定律，丙烷作为燃料不管是一步完成还是分三步完成，反应的热效应是一定的；

II、（1）NaOH溶液要稍过量，保证盐酸被完全中和；

（2）先计算出三次实验的温度变化的平均值；然后根据Q=cmt计算出0.025mol的水放出热量，根据中和热的定义，计算出生成1mol的水放出热量；

（3）硫酸与Ba(OH)2溶液反应除了生成水外,还生成了BaSO4沉淀,该反应中的生成热会影响反应的反应热。

I、（1）0.4mol液态肼和足量液态H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量，则1mol液态肼和足量液态H2O2反应，放出热量为640kJ/mol；热化学反方程式为：N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol；

故答案是：N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol；

（2）已知①H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJ·mol﹣1；② N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol；根据盖斯定律：②-①×4可得：N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（l）△H=﹣816kJ/mol；16g液态肼的物质的量为16g/32g/mol=0.5mol，则0.5mol液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是0.5mol×816kJ/mol=408 kJ；

故答案是：408；

（3）途径I：C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣a kJ·mol﹣1；途径II：①C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）△H=+b kJ·mol﹣1；②2C3H6（g）+9O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）△H=﹣c kJ·mol﹣1；③2H2（g）+O2 （g）═2H2O（l）△H=﹣d kJ·mol﹣1 （abcd均为正值）根据盖斯定律计算①+②×1/2+③×1/2，得到：C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣（1/2c+1/2d-b）kJ·mol﹣1；根据盖斯定律，丙烷作为燃料不管是一步完成还是分三步完成，反应物和产物的焓值是一定的，所以两途径的焓变值一样，放出的热量一样；

故答案是：等于；

II、（1）为了确保盐酸被完全中和，所用NaOH溶液要稍过量；

故答案是:确保盐酸被完全中和；

（2）第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20℃，反应后温度为: 23.0℃，反应前后温度差为:3℃；第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.1℃，反应后温度为: 23.2℃，反应前后温度差为:3.1℃；第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.2℃，反应后温度为: 23.4℃，反应前后温度差为: 3.2℃；50 mL 0.50 mol·L1盐酸与50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液的质量和为100mL×1 g·cm3=100g；比热容c＝4.18 J·g1·℃1，代入公式Q=cmt得到生成0.025mol的水放出热量Q=4.18 J·g1℃1×100g×（3℃+3.1℃+3.2℃）/3=1295.8J=1.2958 kJ；即生成0.025mol的水放出热量为1.2958 kJ，所以生成1mol的水放出热量为1.2958 kJ ×1mol/0.025mol=51.8 kJ ，即该实验测得的中和热ΔH＝-51.8 kJ·mol1；

故答案是: -51.8；

（3）硫酸与Ba(OH)2溶液反应除了生成水外，还生成了BaSO4沉淀，该反应中的生成热会影响反应的反应热，所以不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测定中和热；

故答案是: H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定。