Question

在火箭推進器中裝有還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑H₂O₂，當它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱量．已知0.4mol液態(tài)肼和足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.65KJ的熱量．
（1）寫出肼和過氧化氫的結(jié)構(gòu)式  肼

，過氧化氫

H-O-O-H

．
（2）上述反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進劑，除釋放出大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很突出的優(yōu)點是

產(chǎn)物為氮氣和水，無污染

．
（3）寫出肼和雙氧水反應(yīng)的熱化學方程式

N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol

．
（4）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44KJ/mol，則16g液態(tài)肼與足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是

408.8kJ

．
（5）發(fā)射衛(wèi)星時可用肼（N₂H₄）為燃料和二氧化氮做氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水．已知：
N₂ （g）+2O₂（g）=2NO₂ （g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
H₂ （g）+F₂（g）=HF （g）△H=-538kJ/mol
2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol
則肼與NO₂完全反應(yīng)的熱化學方程式為

2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1153.7KJ/mol

．有人認為若用F₂ （g）代替二氧化氮作氧化劑，則反應(yīng)釋放能量更大，N₂H₄ （g）和F₂ （g）反應(yīng)的熱化學方程式：

N₂H₄（g）+2F₂（g）═N₂（g）+4HF（g）△H=-1135KJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）N₂H₄中N原子之間形成1對共用電子對，N原子H原子質(zhì)量形成1對共用電子對；
H₂O₂中O原子之間形成1對共用電子對，O原子與H原子之間形成1對共用電子對；
（2）根據(jù)產(chǎn)物分析，產(chǎn)物為氮氣和水，無污染；
（3）0.4mol液態(tài)肼和足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.65KJ的熱量，1mol液態(tài)肼放出的熱量為256.65kJ×

1mol

0.4mol

=641.625kJ，結(jié)合熱化學方程式書寫原則進行書寫；
（4）根據(jù)n=

m

M

計算16g液態(tài)肼的物質(zhì)的量，根據(jù)（3）中的熱化學方程式，構(gòu)造出生成液態(tài)水時的熱化學方程式，據(jù)此計算；
（5）根據(jù)蓋斯定律，利用已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標熱化學方程式，反應(yīng)物也乘以相應(yīng)的系數(shù)，進行相應(yīng)的加減．

解答：解：（1）N₂H₄中N原子之間形成1對共用電子對，N原子H原子質(zhì)量形成1對共用電子對，結(jié)構(gòu)式為；
H₂O₂中O原子之間形成1對共用電子對，O原子與H原子之間形成1對共用電子對，結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，
故答案為：；H-O-O-H；

（2）肼（N₂H₄）和H₂O₂反應(yīng)，產(chǎn)物為氮氣和水，無污染，故答案為：產(chǎn)物為氮氣和水，無污染；
（3）0.4mol液態(tài)肼和足量雙氧水反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出256.65KJ的熱量，1mol液態(tài)肼放出的熱量為256.65kJ×

1mol

0.4mol

=641.625kJ，
該反應(yīng)熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol；
（4）已知：①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44KJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，①-②×4得N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-817.625kJ/mol，
16g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為

16g

32g/mol

=0.5mol，完全反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量為0.5mol×817.625kJ/mol=408.8k，J
故答案為：408.8kJ；
（5）已知：Ⅰ、N₂ （g）+2O₂（g）=2NO₂ （g）△H=+67.7kJ/mol
Ⅱ、N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，Ⅱ×2-Ⅰ得2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1153.7KJ/mol，
已知：Ⅰ、N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O （g）△H=-543kJ/mol
Ⅱ、H₂ （g）+F₂（g）=2HF （g）△H=-538kJ/mol
Ⅲ、2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ-Ⅲ+Ⅱ×2得N₂H₄（g）+2F₂ （g）═N₂（g）+4HF （g）△H=-1135KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1153.7KJ/mol；
N₂H₄（g）+2F₂ （g）═N₂（g）+4HF （g）△H=-1135KJ/mol．

點評：本題考查蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算，熟悉熱化學反應(yīng)方程式的書寫與反應(yīng)熱的計算即可解答，難度中等，注意理解蓋斯定律．