Question

根据题意回答下列问题

（I）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℃、101 kPa下测得的热量)。

（1）反应的热化学方程式为                                 。

（2）又已知H₂O(l)＝H₂O(g)   ΔH＝+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             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              。

（II）某实验小组测定中和热做了三次实验，所用NaOH溶液的浓度为0.55mol· L^-1，盐酸的浓度为0.5mol· L^-1，每次取NaOH溶液和盐酸溶液各50 mL，并记录如下原始数据。

实验序号	起始温度t1/℃	终止温度(t2)/℃	温差(t2－t1)/℃
盐酸	NaOH溶液	平均值
1	25.1	24.9	25.0	28.3	3.3
2	25.1	25.1	25.1	28.4	3.3
3	25.1	25.1	25.1	28.5	3.4

（1）已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g·cm^－3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10^－3 kJ·g^－1·℃^－1，则该反应的中和热为ΔH＝__________。

（2）若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是____________________________________________。

（3）在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

Answer

(每空2分，共14分)

（I）（1）N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O (g) △H=－641.75kJ/mol

（2）408.875 ；（3）产物不会造成环境污染；

（II）（1）－55.7 kJ·mol－1

（2）偏小；用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收热量，造成测得反应放出的热量偏小； （3）偏小。

【解析】

试题分析：（I）（1）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，则1mol液态肼完全反应放出热量是256.7kJ ÷0.4=641.75mol，所以其反应的热化学方程式是N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O (g) △H=－641.75 kJ/mol; （2）又已知H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝+44kJ/mol。则4mol水由蒸气转化为液态水放出热量是44kJ ×4=176kJ，所以上述热化学方程式可改写N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O (g) △H=－817.75 kJ/mol，,16g液态肼的物质的量是16g÷32g/mol=0.5mol，所以其与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是817.75 kJ÷2=408.875kJ。（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生的物质是N2、H2O，产物不会造成环境污染；（II）（1）三次实验的平均温度是△t=(3.3+3.3+3.4)÷3=3.33℃，Q=c·m·△t=4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1×100×3.33℃=1.39kJ，n(H2O)= 0.5mol· L-1×0.05L=0.025mol，所以中和热△H=-1.39kJ÷0.025mol=-55.7 kJ·mol－1；（2）若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，由于醋酸是弱酸，电离需要吸收热量，使反应放出的热量减小，导致测得的中和热会偏小；（3）在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，一部分盐酸在测定温度水就与NaOH首先发生反应，使开始的温度偏高，则△t偏低，测得的中和热偏大。

【考点定位】考查热化学方程式的书写及中和反应反应热的测定、误差分析的知识。

【名师点睛】物质发生化学反应的过程伴随化学键的断裂和形成，因此有热量变化，物质发生反应放出或吸收的热量不但与反应的物质的多少有关，还与物质的存在状态有关，物质含有的能量：气态>液态>固态；在热化学方程式中的系数只表示物质的量，因此可以是分数系数。对于可逆反应的反应热，是表示方程式的系数的物质的量完全反应放出或吸收的热量的多少，与具体有多少物质发生反应无关。中和热是酸、碱发生中和反应产生1mol液态水放出的热量。为了保证盐酸完全反应，碱的浓度要适当大些，但浓度太大，过量的碱液会吸收热量，是中和热引起误差。为了避免实验的偶然性，要进行多次平行实验，取温度的平均数值，然后利用Q=c·m·△t计算热量，再根据△H=-Q/n(H2O)计算出中和热。若用等浓度的弱酸如常数进行实验，由于弱电解质电离吸热，使反应过程放出热量偏少；若用浓硫酸代替稀盐酸进行实验，由于浓硫酸稀释放热，使反应过程放出热量偏大；若温度计测量了酸的起始温度后未洗涤就直接测量NaOH溶液的温度，会使NaOH起始温度偏高，则△t偏小，中和热偏小。要会根据可能的具体情况分析各种操作引起的中和热的误差情况。