Question

13．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：0.4mol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．
（1）该反应的热化学方程式为N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol．
（2）又知H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1，则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是408.815kJ．
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是产物无污染．
已知：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=206.2kJ•mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=247.4kJ•mol^-1
2H₂S（g）═2H₂（g）+S₂（g）△H=169.8kJ•mol^-1
（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法．CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式为CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0kJ•mol^-1．
（5）H₂S热分解制氢气时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H₂S燃烧，其目的是为H₂S热分解反应提供热量；燃烧生成的SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均为非气体，写出该反应的化学方程式：2H₂S+SO₂=2H₂O+3S↓．

Answer 1

分析 （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）结合上述写出的热化学方程式和谁转化的热化学方程式，根据盖斯定律合并写出生成液态水时的热化学方程式进行计算；
（3）依据反应N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）的产物是氮气和水分析该反应的优点；
（4）根据盖斯定律，利用已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的计算，据此书写；
（5）使部分H₂S燃烧放出热量，为H₂S热分解反应提供热量；SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均非气体，二者反应生成S与H₂O．

解答 解：（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$\frac{265.652kJ}{0.4}$=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）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ/mol；
②H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol；
依据盖斯定律①+②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-817.63kJ/mol；
热化学方程式中32g全部反应放热817.63kJ，16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量为：817.63kJ×$\frac{1}{2}$=408.815kJ，
故答案为：408.815；
（3）还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂H₂O₂，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，除释放大量热量和快速产生大量气体外，还有很突出的优点是，产物为氮气和水，清洁无污染，
故答案为：产物无污染．
（4）已知：①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂₆ （g）△H=-206.2kJ•mol^-1
②CH₄（g）+CO₂ （g）═2CO（g）+2H₂ （g）△H=-247.4kJ•mol^-1
由盖斯定律，①×2-②得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ•mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ•mol^-1；
（5）使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量，SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均非气体，二者反应生成S与H₂O，
反应方程式为2H₂S+SO₂═2H₂O+3S，故答案为：为H₂S热分解反应提供热量；2H₂S+SO₂═2H₂O+3S↓．

点评 本题考查了热化学方程式的书写、有关反应热的计算，题目难度中等，注意盖斯定律的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．