题目内容

14.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.当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量).
(1)反应的热化学方程式N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.75kJ/mol.
(2)又已知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol.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408.875 kJ.
(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不会造成环境污染.
(4)根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol.

分析 (1)发生反应:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,计算1molN2H4反应放出的热量,注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式;
(2)根据盖斯定律书写生成液态水时的热化学方程式,16g液态肼为0.5mol,结合热化学方程式计算;
(3)反应生成物为氮、水,不会造成环境污染;
(4)已知:①.Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol
②.3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ/mol
③.Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol
根据盖斯定律,(①×3-②-③×2)÷6可得:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g).

解答 解:(1)反应方程式为:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,0.4mol液态肼放出256.7KJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为256.7kJ×$\frac{1mol}{0.4mol}$=641.75kJ,反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.75kJ/mol,
故答案为:N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.75kJ/mol;
(2)①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-641.75kJ/mol,
②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,
根据盖斯定律,①-②×4可得:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=-817.75KJ/mol,
16g液态肼物质的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol,与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为817.75kJ×$\frac{0.5mol}{1mol}$=408.875kJ,
故答案为:408.875;
(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为氮气和水,是空气成分不会造成环境污染,
故答案为:产物不会造成环境污染;
(4)已知:①.Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol
②.3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ/mol
③.Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol
根据盖斯定律,(①×3-②-③×2)÷6可得:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=[(-24.8kJ/mol)×3-(-47.2kJ/mol)-(+640.5kJ/mol)×2]÷6=-218.0kJ/mol,
反应热化学方程式为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol
故答案为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol.

点评 本题考查反应热的计算、盖斯定律应用等,题目难度中等,注意对盖斯定律的理解应用.

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