Question

（8分）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256KJ的熱量。

（1）液態肼（N₂H₄）和液態雙氧水反應的熱化學方程式為                       。

（2）又已知H₂O(l)＝H₂O(g)；ΔH=+44kJ/mol。則8g液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量是            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）已知N₂(g) + 2O₂(g) ==== 2NO₂(g)                   ΔH=+67.7kJ/mol

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

則肼與NO₂完全反應生成氮氣和液態水的熱化學方程式                 。

 

Answer 1

【答案】

（1）N₂H₄(l) +2 H₂O₂(l)= N₂(g)+4 H₂O(g)  ΔH=－640kJ/mol

（2）204

（3）產物是氮氣和水，無污染

（4）2N₂H₄(g）+ 2NO₂(g）= 3N₂(g）+ 4H₂O（l),△H = -1311.7 kJ/mol

【解析】（1）考查熱化學方程式的書寫。0.4mol液態肼完全燃燒，放出的熱量是256KJ，則1mol完全燃燒放出的熱量是256KJ×2.5＝640kJ，所以熱化學方程式為N₂H₄(l) +2 H₂O₂(l)=N₂(g)+4 H₂O(g)  ΔH=－640kJ/mol。

（2）根據（1）可知8g液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量是640kJ×8/32＝160kJ，同時生成氣態水1mol，1mol氣態水變成液態水又放出44kJ的熱量，所以最終放出的熱量是160kJ＋44kJ＝204kJ。

（3）根據反應式可知，肼的燃燒產物是氮氣和水，無污染。

（4）考查蓋斯定律的應用。根據反應①N₂(g) + 2O₂(g) ==== 2NO₂(g)、反應②N₂H₄(g) + O₂(g) ==== N₂(g) + 2H₂O(g)、③H₂O(l)＝H₂O(g)可知，②×2－①－③×4即得到2N₂H₄(g）+ 2NO₂(g）= 3N₂(g）+ 4H₂O（l)，所以反應熱為－534kJ/mol×2－67.7kJ/mol－44kJ/mol×4＝－1311.7 kJ/mol。