Question

【題目】火箭推進器中盛有強還原劑液態肼(N2H4)和強氧化劑液態雙氧水。當它們混合反應時，即產生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4 mol液態肼與足量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652 kJ的熱量。

(1)此反應的熱化學方程式為________________。

(2)又已知H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1則16 g液態肼與足量液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量為________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，還有一個很大的優點是________________________________。

(4)發射衛星可用氣態肼(N2H4)作燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應生成氮氣和水蒸氣。已知：

N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1

N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1

氣態肼和二氧化氮反應的熱化學方程式為________________。

Answer 1

【答案】(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63 kJ·mol－1

(2)408.815

(3)產物不會污染環境

(4)N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－567.85 kJ·mol－1

【解析】(1)根據題意，可將熱化學方程式寫為0.4 N2H4(l)＋0.8 H2O2(l)===0.4N2(g)＋1.6H2O(g) ΔH＝－256.652 kJ·mol－1，如將N2H4的物質的量擴大為1 mol時，熱化學方程式則寫為N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝(－256.652×) kJ·mol－1＝－641.63 kJ·mol－1。(2)N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－641.63 kJ·mol－1＋(－44 kJ·mol－1×4－＝－817.63 kJ·mol－1，則16 g液態肼完全燃燒生成液態水時放出的熱量為×16 g＝408.815 kJ。

(3)液態肼與液態雙氧水反應后的產物為氮氣和水，不會污染環境。

(4)將題中四個熱化學方程式分別編號為①、②，則②－①×可得氣態肼和二氧化氮反應的熱化學方程式：N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1－

(＋67.7 kJ·mol－1×)＝－567.85 kJ·mol－1。