Question

8．已知：0.4mol液态N₂H₄与足量的液体双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出200.0kJ的热量．
（1）上述反应的△S＞0（填“＞”、“＜”或“=”）；已知H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol．如果生成水为液态，此时的热化学方程式为N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-676kJ/mol．
（2）当生成水为液态，有2.00mol氮气生成时，反应转移的电子数为8N_A；，此时放出热量为1352kJ．
（3）我国“长征”运载火箭一级推进剂采用四氧化二氮和C₂H₈N₂作为反应物，产物无污染．请写出推进剂在发动机中充分反应时的化学方程式C₂H₈N₂+2N₂O₄$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$3N₂+4H₂O+2CO₂；C₂H₈N₂代替N₂H₄用于火箭推进，除释放大量热外，还有一个优点是产物无污染．

Answer 1

分析 反应方程式为：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根据0.4mol液态肼与足量的液体双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出200.0kJ的热量，计算1mol液态肼放出的热量为$\frac{200.0KJ}{0.4mol}$=500KJ/mol，进而写出热化学方程式，N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-500kJ/mol，
（1）反应前后气体体积增大，反应熵变△S＞0，结合上述写出的热化学方程式和水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；
（2）化学方程式中氮元素化合价-2价变化为0价，生成1molN₂，反应过程中电子转移总数4e^-，依据热化学方程式计算；
（3）偏二甲肼在点燃的条件下与四氧化二氮反应，生成氮气、水和二氧化碳，产物无污染；

解答 解：（1）依据分析可知，反应的热化学方程式，N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-500kJ/mol，反应气体体积增大，所以反应△S＞0，
①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-500kJ/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=-676kJ/mol，
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）；△H=-676kJ/mol；
（2）当生成水为液态，反应的热化学方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-676kJ/mol，生成1molN₂，反应过程中电子转移总数4e^-，有2.00mol氮气生成时，反应转移的电子物质的量8mol，电子转移总数8N_A，此时放出热量676KJ/mol×2mol=1352KJ，
故答案为：8，1352；
（3）偏二甲肼在点燃的条件下与四氧化二氮反应，生成氮气、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：C₂H₈N₂+2N₂O₄ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$3N₂+4H₂O+2CO₂，C₂H₈N₂代替N₂H₄用于火箭推进，除释放大量热外，还有一个优点是产物无污染，
故答案为：C₂H₈N₂+2N₂O₄ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$3N₂+4H₂O+2CO₂，产物无污染．

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．