Question

15．發(fā)射航天器常以聯氨（N₂H₄）為燃料，NO₂為推進劑，燃燒生成氮氣和水蒸氣，火焰溫度可達+22700°C，已知：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7KJ•mol^-1①
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534KJ•mol^-1②
H₂O（g）═H₂O（1）AH=-44kJ-mol^-1 ③
2H₂O₂（1）═2H₂0（1）+O₂（g）△H=-196.4KJ•mol^-1④
$\frac{1}{2}$H₂（g）+$\frac{1}{2}$F₂（g）═HF（g）△H=-269KJ•mol^-1⑤
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242KJ•mol^-1⑥
請回答下列問題：
（1）對N₂H₄和NO₂反應的說法不正確的是C
A．N₂H₄與NO₂反應時NO₂作氧化劑
B．氮氣既是氧化產物，又是還原產物
C．生成lmolN₂轉移8mol電子
D．該反應的熱化學方程式為2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ•mol^-1
（2）以往也曾用H₂O₂為助燃劑．試寫出N₂H₄和H₂O₂反應生成氣態(tài)水的熱化學方程式：N₂H₄（g）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642.4KJ•mol^-1．若生成1mol液態(tài)水放出熱量204.6kJ
（3）有人認為若用氟氣代替NO₂作氧化劑，則反應釋放的能量更大．試寫出聯氨與氟氣反應的熱化學方程式：2N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1126kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）將反應②×2-①可得2N₂H₄+2NO₂=3N₂+4H₂O，反應中只有N元素化合價發(fā)生變化，為NO₂氧化劑，N₂H₄為還原劑；
（2）將②+③×2+④可得N₂H₄和H₂O₂反應生成液態(tài)水的熱化學方程式，并結合③得到生成氣態(tài)水的熱化學方程式；
（3）將②-⑤×3+⑥×4可得聯氨與氟氣反應的熱化學方程式．

解答 解：（1）將反應②×2-①可得2N₂H₄（g）+2NO₂（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ•mol^-1，反應中只有N元素化合價發(fā)生變化，為NO₂氧化劑，N₂H₄為還原劑，由方程式可知生成3molN₂轉移8mol電子，只有C錯誤，
故答案為：C；
（2）將②+③×2+④可得N₂H₄和H₂O₂反應生成液態(tài)水，反應的熱化學方程式為N₂H₄（g）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（l）△H=-818.4KJ•mol^-1，
則生成氣態(tài)水的熱化學方程式為N₂H₄（g）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642.4KJ•mol^-1，
生成1mol液態(tài)水放出熱量為$\frac{818.4}{4}$kJ=204.6kJ，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642.4KJ•mol^-1；204.6；
（3）將②-⑤×3+⑥×4可得聯氨與氟氣反應的熱化學方程式為2N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1126kJ•mol^-1，
故答案為：2N₂H₄（g）+2F₂（g）=N₂（g）+4HF （g）△H=-1126kJ•mol^-1．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學反應與能量以及氧化還原反應知識，題目難度中等，注意把握蓋斯定律的應用以及熱化學方程式的書寫．