Question

【题目】（1）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。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量。

反应的热化学方程式为___________________________________________。

又已知H2O(l)＝H2O(g)；ΔH＝＋44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出热量是___________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

现有0.2mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，且混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53kJ热量，则混合物中 C与 H2的物质的量之比为___________________。

（3）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。现根据下列2个热化学方程式： Fe2O3(s)+3CO(g)=Fe(s)+3CO2(g) ΔH＝-24.8kJ/mol

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

写出CO(g)还原FeO(s)得到Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：___________。

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)依据反应物和生成物书写化学方程式，根据0.4mol液态肼和足量H2O2混合恰好反应，放出256.652kJ的热量，所以1mol液态肼完全反应放出641.63kJ的热量； H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol，依据盖斯定律计算；

(2)根据物质的量与反应放出的热量成正比，利用热化学方程式列式计算C、H2燃烧放出的热量，以此计算混合物中 C与 H2的物质的量之比；

(3)依据盖斯定律结合热化学方程式分析解答。

(1)反应方程式为：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4mol液态肼放出256.652KJ的热量，则1mol液态肼放出的热量为 =641.63kJ，所以反应的热化学方程式为：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；依据盖斯定律①-②×4得到N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=-817.75kJ/mol；而16g液态肼物质的量为0.5mol，与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量=0.5mol×817.75kJ/mol=408.875kJ，故答案为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol；408.875；

(2)设碳粉为xmol，则氢气为(0.2-x)mol，由热化学方程式可知C燃烧放出的热量为393.5xkJ，H2燃烧放出的热量为241.8(0.2-x)kJ，所以有：393.5xkJ+241.8(0.2-x)kJ=63.53kJ，解得x=0.1mol，则炭粉与H2的物质的量之比为0.1mol∶0.1mol=1∶1，故答案为：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，由盖斯定律，得到：CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol，故答案为：CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol。