Question

【題目】（1）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0.4mol液態肼與足量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652kJ的熱量。

反應的熱化學方程式為___________________________________________。

又已知H2O(l)＝H2O(g)；ΔH＝＋44kJ/mol。則16g液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出熱量是___________kJ。

（2）已知： C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H2＝-393.5kJ/mol

H2(g)+1/2 O2(g) =H2O(g) △H3 = -241.8 kJ/mol

現有0.2mol的炭粉和氫氣組成的懸浮氣，且混合物在氧氣中完全燃燒，共放出63.53kJ熱量，則混合物中 C與 H2的物質的量之比為___________________。

（3）蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義。現根據下列2個熱化學方程式： Fe2O3(s)+3CO(g)=Fe(s)+3CO2(g) ΔH＝-24.8kJ/mol

Fe2O3(s)+CO(g)=2FeO(s)+CO2(g) ΔH＝+411.2kJ/mol

寫出CO(g)還原FeO(s)得到Fe(s)和CO2(g)的熱化學方程式：___________。

Answer 1

【答案】N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O (g) △H=－641.63 kJ/mol 408.815 1∶1 CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH＝-218.0kJ/mol

【解析】

(1)依據反應物和生成物書寫化學方程式，根據0.4mol液態肼和足量H2O2混合恰好反應，放出256.652kJ的熱量，所以1mol液態肼完全反應放出641.63kJ的熱量； H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol，依據蓋斯定律計算；

(2)根據物質的量與反應放出的熱量成正比，利用熱化學方程式列式計算C、H2燃燒放出的熱量，以此計算混合物中 C與 H2的物質的量之比；

(3)依據蓋斯定律結合熱化學方程式分析解答。

(1)反應方程式為：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4mol液態肼放出256.652KJ的熱量，則1mol液態肼放出的熱量為 =641.63kJ，所以反應的熱化學方程式為：N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol；①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g) △H=-641.63kJ/mol；②H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol；依據蓋斯定律①-②×4得到N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=-817.75kJ/mol；而16g液態肼物質的量為0.5mol，與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量=0.5mol×817.75kJ/mol=408.875kJ，故答案為：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol；408.875；

(2)設碳粉為xmol，則氫氣為(0.2-x)mol，由熱化學方程式可知C燃燒放出的熱量為393.5xkJ，H2燃燒放出的熱量為241.8(0.2-x)kJ，所以有：393.5xkJ+241.8(0.2-x)kJ=63.53kJ，解得x=0.1mol，則炭粉與H2的物質的量之比為0.1mol∶0.1mol=1∶1，故答案為：1∶1；

(3)①Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJmol-1，②Fe2O3(s)+CO(g)═2FeO(s)+CO2(g) △H=-411.2kJmol-1，由蓋斯定律，得到：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。