Question

6．在火箭推进器中装有强还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂过氧化氢．当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热．已知0.4mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量．
（1）写出肼的结构式，过氧化氢的电子式．
（2）写出该反应的热化学方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-640KJ/mol．
（3）已知H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量为408kJ．
（4）上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是：生成物无污染．
（5）发射卫星可用气态肼为燃料，二氧化氮做氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气．
已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ•mol^-1  …①
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ•mol^-…②
请选择书写气态肼和二氧化氮反应的热化学方程式的计算表达式可以为：C
A．①-②×2B．①×2-②C．②×2-①D．②-①×2．

Answer 1

分析 （1）肼分子式为NH₂-NH₂，每个氮原子形成三个化学键，过氧化氢分子式H₂O₂，每个氧原子形成两个共价键，依据结构写出物质的结构式；
（2）依据热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态和反应焓变；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式，得到反应的焓变；
（4）肼燃烧生成氮气和水；
（5）根据盖斯定律来计算焓变并根据热化学方程式的书写方法来书写．

解答 解：（1）肼分子式为NH₂-NH₂，每个氮原子形成三个化学键，结构式为：；过氧化氢分子式H₂O₂，每个氧原子形成两个共价键，分子结构为：；
故答案为：；；
（2）0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量，32g肼燃烧放热640kJ；肼燃烧的热化学方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-640kJ/mol；
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-640kJ/mol；
（3）已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ•mol^-1 …①
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ•mol^-…②；
依据盖斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-816kJ/mol
则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水放热时408KJ；
故答案为：408；
（4）肼燃烧生成氮气和水，除释放大量热和快速产生大量气体外，生成的物质无污染；
故答案为：生成物无污染；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g），△H=+67.7KJ•mol^-1；
N₂ （g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H₁=67.7kJ/mol ①
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）；△H₂=一534kJ/mol ②
结结合盖斯定律②×2-①得到肼与NO₂反应的热化学方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）；
故答案为：C．

点评 本题考查了化学反应能量变化的计算应用，物质结构分析判断，盖斯定律的计算，热化学方程式书写方法，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．