Question

（1）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，即产生大量氧气和水蒸气，并放出大量热．已知0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量．
①写出热化学方程式

 

．
②已知H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，则64g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是

 

 kJ．
（2）已知拆开1molN≡N键，1molH-H键，1molN-H键分别需要的能量是a kJ、b kJ、c kJ，则N₂与H₂反应生成NH₃的热化学方程式为：

 

（3）已知：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ?mol^-1①
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1②

1

2

H₂（g）+

1

2

F₂（g）═HF（g）△H=-269kJ?mol^-1③
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-242kJ?mol^-1④
①写出肼（N₂H₄）和NO₂反应的热化学方程式

 

．
②有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大，肼和氟气反应的热化学方程式为

 

（4）将V₁mL1.0mol/L HCl溶液和V₂mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V₁+V₂=50mL）．填写下列空白：
①做该实验时环境温度

 

22℃（填＞、＜、=）
②NaOH溶液的浓度约为

 

mol/L．

Answer 1

考点：热化学方程式,有关反应热的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：

分析：（1）①根据热化学方程式的书写方法，标注物质聚集状态和计算对应反应的焓变写出；
②根据盖斯定律结合热化学方程式来书写；
（2）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算分别吸收和放出的能量，以此计算反应热并判断吸热还是放热；
（3）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
②依据热化学方程式，结合目标热化学方程式，利用盖斯定律计算得到；
（4）①从图示观察的起始温度即为实验时的温度；
②由图可知，恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL，以此求出两者的体积比值、计算NaOH浓度．

解答： 解：（1）①0.4mol液态肼和足量H₂O₂反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量，1mol液态肼与足量液态双氧水反应时放出的热量641.625kJ，则热化学方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=641.625 kJ?mol^-1，
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625 kJ?mol^-1；
②因①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625 kJ?mol^-1，②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，根据盖斯定律，①-②×4，得N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.625 kJ?mol^-1，所以64g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1635.25kJ，
故答案为：1635.25；
（2）在反应N₂+3H₂?2NH₃中，断裂3molH-H键，1mol N三N键共吸收的能量为：3×bkJ+akJ=（a+3b）kJ，生成2mol NH₃，共形成6mol N-H键，放出的能量为：6×ckJ=6ckJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为=（a+3b）kJ-6ckJ，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-（6c-a-3b）kJ?mol^-1；
（3）①由热化学方程式和盖斯定律可知，
①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.7kJ?mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1
依据盖斯定律②×2-①得到，2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1153.7kJ?mol^-1；
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1153.7kJ?mol^-1 ；
②由已知热化学方程式和盖斯定律可知，
①N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1
②

1

2

H₂（g）+

1

2

F₂（g）=HF（g）△H=-269kJ?mol^-1
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ?mol^-1
依据盖斯定律①-③×2+②×4得到：2N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1135kJ?mol^-1；
故答案为：2N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1135kJ?mol^-1；
（4）①根据实验结果图2所示内容，可以知道该实验开始时温度一定是低于22℃，故答案为：＜；
②恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30mL，由V₁+V₂=50mL，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL，所以V₁/V₂=3/2；
设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n．
             HCl+NaOH═NaCl+H₂O
             1              1
        1.0mol?L^-1×0.03L    n
则n=1.0mol?L^-1×0.03L=0.03mol，
所以浓度C=

0.03mol

0.02L

=1.5mol/L；
故答案为：1.5．

点评：本题考查了热化学方程式的计算和盖斯定律的计算应用，结合中和反应考查了同学们观察分析问题的能力，以及利用化学方程式计算的能力，比较综合，要认真分析解答理解实质，掌握基础是解题关键，题目难度中等．