Question

在火箭推进器中装有强还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂（H₂O₂），当它们混合时，即产生大量的N₂和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H₂O₂反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量。

（1）写出该反应的热化学方程式__________________________________________。

（2）已知H₂O(l)=H₂O(g)  △H=+44kJ·mol^-1，则16 g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。

（3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是________________________。

（4）已知N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)  △H=+67.7 kJ·mol^-1， N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O (g) △H=-534 kJ·mol^-1，根据盖斯定律写出肼与NO₂完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式________________________________________。

Answer

N2H4(l)+2 H2O2 (l) =N2(g)+ 4H2O (g) △H= - 641.625 kJ·mol-1 408.8 生成N2和H2O，对环境无污染 2N2H4(g)+2 NO2 (g) =3N2(g)+4 H2O(g) △H= - 1135.7kJ·mol-1

【解析】

（1）0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量，1mol液态肼与足量液态双氧水反应时放出的热量256.65kJ ÷0.4mol×1mol =641.625kJ，则热化学方程式为：N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.625 kJ·mol-1。

（2）因①N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g） △H=-641.625 kJ·mol-1，

②H2O（l）═H2O（g）△H=+44kJ·mol-1，

根据盖斯定律，①-②×4，得N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（l）△H=（-641.625 kJ·mol-1）-4×（+44kJ·mol-1）=-817.625 kJ·mol-1，所以16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量为817.625 kJ ÷32g×16g=408.8kJ。

（3）该反应应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，生成物为氮气和水，不污染空气。

（4）①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ·mol-1，

②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O (g) △H=-534kJ·mol-1，

根据盖斯定律，将②×2-①得2N2H4(g)+2NO2(g) =3N2(g)+4 H2O(g) △H = （-534kJ·mol-1）×2-（+67.7 kJ·mol-1）= - 1135.7kJ·mol-1。