Question

8．如图是一些燃料单位质量的燃烧热值（1 kcal=4.184kJ）回答下列问题：

（1）结合上图，下列有关推测正确的是BCD
A．对于金属而言，原子序数越大，单位质量燃烧热值越大
B．单位质量的AlH₃的热值可能介于H和Al之间
C．相同质量时，B₂H₅染木树放出的能量大于C₂H₆
D．硅和铝有可能成为未来的新能源
E．纳米材料是指直径在1-100nm的超细微粒，把燃烧制成的纳米级，可提高燃烧效率．
（2）有科学家语言，未来的汽车将烧铁（纳米铁）而不烧油，铁和氧气反应生成1g Fe₂O₃，放出热量1.2 kcal，写出铁燃烧的热化学方程式：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1606.656kJ/mol，选择只具有较低热值的铁作燃料，你认为可能的原因是铁在地壳中的含量较高，可再生，燃烧产物几乎无污染；
（3）肼N₂H₄可作为火箭燃料，氧化剂为H₂O₂，已知：N₂H₄的机构式为，H₂O₂的结构式为H-O-O-H，N-H键的键能为a kJ•mol^-1，N-N键的键能为b kJ•mol^-1，H-O键的键能为c kJ•mol^-1，O-O键的键能为d kJ•mol^-1，键的键能为e kJ•mol^-1，则1mol N₂H₄与足量H₂O₂反应的热化学方程式为N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=（4a+b-4c+d-e）kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）A、根据金属Li、Be、Na、Mg、Al的原子序数和单位质量燃烧热值的关系来回答；
B、根据单位质量的Al、H的热值来判断；
C、根据B和C的单位质量燃烧热值的大小来回答；
D、Al、Si在地壳中的含量较高，燃烧产物几乎无污染
（2）铁和氧气反应生成1g Fe₂O₃，放出热量1.2 kcal，即1.2×4.184kJ=5.0208kJ，根据热化学方程式的书写方法、意义来回答；
（3）根据焓变△H=旧键断裂吸收的能量-新键生成释放的能量，结合物质中的化学键以及热化学方程式的书写方法来回答即可．

解答 解：（1）A、根据金属Li、Be、Na、Mg、Al的原子序数和单位质量燃烧热值，得到结论：原子序数越大，单位质量燃烧热值不一定越大，故A错误；
B、根据单位质量的Al、H的热值，可以确定AlH的热值可能介于H和Al之间，故B正确；
C、B的单位质量燃烧热值高于C的，所以相同质量时，B₂H₅染木树放出的能量大于C₂H₆，故C正确；
D、Al、Si在地壳中的含量较高，可再生，燃烧产物几乎无污染，有可能成为未来的新能源，故D正确；
故选BCD；
（2）铁和氧气反应生成1g Fe₂O₃，放出热量1.2 kcal，即1.2×4.184kJ=5.0208kJ，根据热化学方程式的意义，生成2mol氧化铁即生成320g氧化铁△H=5.0208kJ/g×320g/mol=1606.656kJ，即4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1606.656kJ/mol，金属铁在地壳中的含量较高，可再生，燃烧产物几乎无污染，所以选择热值低的铁为燃料，故答案为：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1606.656kJ/mol；铁在地壳中的含量较高，可再生，燃烧产物几乎无污染；
（3）N₂H₄与足量H₂O₂反应的化学方程式为N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g），焓变△H=旧键断裂吸收的能量-新键生成释放的能量=（4a+b）+4c+d-（e+8c）=（4a+b-4c+d-e）kJ/mol，即：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=（4a+b-4c+d-e）kJ•mol^-1，
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=（4a+b-4c+d-e）kJ•mol^-1．

点评 本题综合考查学生热化学方程式的书写、利用化学键的键能来计算反应的焓变知识，属于综合知识的考查，难度中等．