Question

【题目】I、在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量N2和水蒸气，并放出大量热．已知0.4mol液态肼和足量液态H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量．

（1）写出该反应的热化学方程式_______________________________________．

（2）已知H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJ·mol﹣1，则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ．

（3）丙烷燃烧可以通过以下两种途径：

途径I：C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣a kJ·mol﹣1

途径II：C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）△H=+b kJ·mol﹣1

2C3H6（g）+9O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）△H=﹣c kJ·mol﹣1

2H2（g）+O2 （g）═2H2O（l）△H=﹣d kJ·mol﹣1 （abcd均为正值）

请回答下列问题：

①判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径I放出的热量_______（填“大于”、“等于”或“小于”）途径II放出的热量．

②在C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g） 的反应中，反应物具有的总能量________（填“大于”、“等于”或“小于”）生成物具有的总能量．

③b 与a、c、d的数学关系式是_____________．

II、利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。

回答下列问题：

（1）为什么所用NaOH溶液要稍过量？__________________________。

（2）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g1·℃1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

实验 序号	起始温度t1/℃		终止温度t2/℃
	盐酸	氢氧化钠
1	20.0	20.0	23.0
2	20.1	20.1	23.2
3	20.2	20.2	23.4

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________kJ·mol1_(结果保留一位小数)。

（3）不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_________________。

Answer 1

【答案】N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol 408 等于 小于 b=﹣a 确保盐酸被完全中和 51.8 kJ·mol1 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定

【解析】

I（1）书写热化学方程式注意化学计量数代表物质的量，与△H相对应，同时标明反应物和生成物的状态；

（2）利用盖斯定律解题；

（3）①根据盖斯定律来判断两种途径放热之间的关系；

②该反应属于吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物的总能量；

③根据盖斯定律来判断各步反应之间的关系；

II（1）氢氧化钠过量可以保证盐酸充分反应；

（2）先求出△t 的平均值，在根据Q= mc△t计算放出的热量，在计算生成1mol水放出的热量，即可得中和热。

（3）H2SO4与Ba(OH)2反应会生成BaSO4沉淀，影响中和热的测定。

I（1）已知0.4mol液态肼和足量H2O2（l）反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量，依据热化学方程式的书写原则，结合定量关系写出，1mol肼和过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出的热量==640 kJ，所以热化学方程式为 N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol；

答案：N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol；

（2）16g液态肼物质的量==0.5mol，由①N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）；△H=-641.6kJ/mol；②H2O（1）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，结合盖斯定律，可以把②×4方向倒转得到③4H2O（g）=4H2O（l）△H=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol，①+③得到N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（l） △H=-816kJ/mol，所以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==408kJ；

答案：408；

（3）①根据盖斯定律，煤作为燃料不管是一步完成还是分两步完成，反应物和产物的焓值是一定的，所以两途径的焓变值一样，放出的热量一样；

答案：等于；

②该反应属于吸热反应，因此反应物具有的总能量小于生成物的总能量；

答案：小于；

③ C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣a kJ·mol﹣1 ①

2C3H6（g）+9O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）△H=﹣c kJ·mol﹣1 ②

2H2（g）+O2 （g）═2H2O（l）△H=﹣d kJ·mol﹣1 ③

根据盖斯定律：①-②/2-③/2得C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）△H=+﹣a kJ·mol﹣1再根据已知可得b=+﹣a；

答案：b=+﹣a；

II（1）为了确保盐酸被完全中和，所用NaOH溶液要稍过量；
答案：确保盐酸被完全中和；

（2）50mL 0.50mol/LHCl与 50mL0.55mol/L NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为：100ml×1g/ml=100g，温度变化的值为△T=3.2℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△t=100g×4.18J/（g℃）×3.1℃=1295.8J，即1.295kJ，所以实验测得的中和热△H=--51.8kJ/mol；

答案：51.8；

（3）不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，因为H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定；

答案：H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定。