Question

【题目】（I）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，并放出大量热。已知：0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ的热量。

（1）该反应的热化学方程式为__________________________。

（2）下表是部分化学键的键能数据：

化学键	P—P	P—O	O=O	P=O
键能/(kJ/mol)	a	b	c	x

已知白磷的燃烧热ΔH＝－d kJ/mol，白磷及其完全燃烧的产物结构如下图所示，则上表中x＝______________________(用含有a、b、c、d的代数式表示)。

（II）分别取40 mL的0.50 mol/L盐酸与0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

请回答下列问题：

（3）A的仪器名称为_____________。

（4）如下图所示，泡沫塑料板上面有两个小孔，两个小孔不能开得过大，其原因是____________；反应需要测量温度，每次测量温度后都必须采取的操作是____________________。

（5）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	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

已知盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________；

（6）假定该学生的操作完全同上，实验中改用100 mL 0.5 mol/L盐酸跟100 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)。

Answer 1

【答案】 N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.63 kJ·mol－1 x＝ (d＋6a＋5c－12b) 环形玻璃搅拌棒 减少热量损失 用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计 －51.8 kJ/mol 不相等 相等

【解析】(I)(1)反应方程式为：N2H4+2H2O2=N2+4H2O，根据0.4mol液态肼放出的热量，计算1mol液态肼放出的热量，进而写出热化学方程式；

(2)白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10，根据化学键的断裂和形成的数目进行计算；

(II)(3)根据测定中和热使用的仪器分析解答；

(4)根据测定中和热过程中必须尽量减少热量的散失分析；

(5)先根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差，再根据Q=cm△T计算出反应放出的热量，最后计算出中和热；

(6)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并根据中和热的概念和实质来回答。

(I)(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(g)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol，故答案为：N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ/mol；

(2)白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P、5mol O=O，形成12molP-O、4mol P=O，所以(6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol)-12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol=-dkJ/mol，x=kJ/mol，故答案为：；

(II)(3)根据图示，仪器A是环形玻璃搅拌棒，故答案为：环形玻璃搅拌棒；

(4)如图所示，A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，若两个小孔开得过大，会导致散失较多的热量，影响测定结果；

中和反应是放热反应，温度计上的酸与NaOH溶液反应放热，使温度计读数升高，温度差偏低，但使测得的中和热偏高，所以每次测量后用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计；故答案为：减少热量散失；用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计；

(5)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃，反应后温度为：23.2℃，反应前后温度差为：3.15℃；第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃，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20.55℃，反应前后温度差为：3.05℃；40mL的0.50mol/L盐酸与40mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=80mL×1g/cm3=80g，c=4.18J/(g℃)，代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出热量Q=4.18J/(g℃)×80g×=1.036kJ，即生成0.02mol的水放出热量为：1.036kJ，所以生成1mol的水放出热量为：1.036kJ×=-51.8kJ/mol，即该实验测得的中和热△H=-51.8kJ/mol，故答案为：-51.8kJ/mol；

(6)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增加，所放出的热量增多，但是中和热是稀的强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得中和热数值相等，故答案为：不相等；相等。