题目内容

14.在火箭推进器中装有还原剂肼(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,并放出大量的热量.已知1mol液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出641.6KJ的热量.
(1)写出肼和过氧化氢的结构式:;.
(2)上述反应应用于火箭推进剂,除释放出大量热量和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是生成N2和H2O,对环境无污染.
(3)写出肼和双氧水反应的热化学方程式N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.6kJ/mol.
(4)已知H2O(l)═H2O(g)△H=+44KJ/mol,则0.5mol 液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量是408.8KJ.
(5)已知N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7KJ/mol,
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534KJ/mol,
则肼与NO2完全反应的热化学方程式2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1135.7KJ/mol.

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)肼燃烧生成氮气和水;
(3)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;
(4)依据①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.6kJ/mol,
②H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ/mol;
依据盖斯定律,①-②×4得到:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=-817.6kJ/mol,据此计算;
(5)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g);△H=+67.7KJ/mol,
②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g);△H=-534KJ/mol,
依据盖斯定律②×2-①得到肼与NO2完全反应的热化学方程式.

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)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N2和H2O,对环境无污染;
(3)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,32g肼燃烧放热641.6kJ;肼燃烧的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.6kJ/mol;
故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.6kJ/mol;
(4)①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.6kJ/mol,
②H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ/mol;
依据盖斯定律,①-②×4得到:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=-817.6kJ/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408.8KJ;
故答案为:408.8KJ;  
(5)已知①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g);△H=+67.7KJ/mol,
②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g);△H=-534KJ/mol,
依据盖斯定律②×2-①得到肼与NO2完全反应的热化学方程式:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1135.7KJ/mol;
故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1135.7KJ/mol.

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.

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