Question

12．火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼（N₂H₄）和強氧化劑液態(tài)雙氧水．當把0.1mol液態(tài)肼和足量的H₂O₂混合反應，生成氮氣和水蒸氣，放出83kJ的熱量（相當于25℃、101kPa下測得的熱量）．
（1）反應的熱化學方程式為N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-830kJ/mol．
（2）又已知H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol．則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量是503kJ．
（3）蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中有很重要的意義．已知把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑I：C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁＜0                    ①
途徑II：先制成水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0   ②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂ （g）═2CO₂（g）△H₃＜0    ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0   ④
則△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學關(guān)系式是△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，根據(jù)0.1mol液態(tài)肼放出的熱量，計算1mol液態(tài)肼放出的熱量，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應熱書寫熱化學方程式；
（2）根據(jù)蓋斯定律，書寫肼與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水的熱化學方程式，再結(jié)合熱化學方程式計算16g液態(tài)肼反應放出的熱量；
（3）已知：C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁＜0 ①
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0 ②
2CO（g）+O₂ （g）═2CO₂（g）△H₃＜0 ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0 ④
根據(jù)蓋斯定律，②+$\frac{1}{2}$（③+④）可得：C（s）+O₂ （g）═CO₂（g），反應熱也有相應關(guān)系．

解答 解：（1）反應方程式為：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，0.1mol液態(tài)肼放出83KJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為83kJ×$\frac{1mol}{0.1mol}$=830kJ，所以反應的熱化學方程式為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-830kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-830kJ/mol；
（2）①N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-830kJ/mol；
②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1006kJ/mol；
16g液態(tài)肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量為：1006kJ×$\frac{16g}{32g}$=503kJ，
故答案為：503；
（3）（3）已知：C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁＜0 ①
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0 ②
2CO（g）+O₂ （g）═2CO₂（g）△H₃＜0 ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0 ④
根據(jù)蓋斯定律，②+$\frac{1}{2}$（③+④）可得：C（s）+O₂ （g）═CO₂（g），所以△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄），
故答案為：△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．

點評 本題考查熱化學方程式書寫、反應熱計算、蓋斯定律應用等，難度不大，注意對蓋斯定律的理解與應用．