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= -534kJ·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_____________。

（5）已知：N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g) △H=+67.7kJ/mol

N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g) △H=-543kJ/mol

1/2H₂(g)＋1/2F₂(g)＝HF(g) △H=-269kJ/mol

H₂(g)＋1/2O₂(g)＝H₂O(g) △H=-242kJ/mol

有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放能量更大，肼和氟反应的热化学方程式：______________________。

Answer

N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-641.625kJ·mol-1 408.8 生成N2和H2O，对环境无污染 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135.7kJ·mol-1 N2H4(g)＋2F2(g)＝N2(g)＋4HF(g) △H=－1135kJ/mol

【解析】

(1)已知0.4mol液态肼和足量H2O2（l）反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量，依据热化学方程式的书写原则，结合定量关系写出，1mol肼和过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出的热量==641.6KJ，所以热化学方程式为：N2H4(l)+2 H2O2(l) = N2(g)+ 4 H2O (g) △H=-641.625 kJ·mol-1；

(2)16g液态肼物质的量==0.5mol，由①N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）；△H=-641.6kJ/mol；②H2O（1）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，结合盖斯定律，可以把②×4方向倒转得到③：4H2O（g）=4H2O（l）△H=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol，①+③得到N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（l）；△H=-817.6kJ/mol，所以0.5mol液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量==408.8kJ；

故答案为：408.8；

(3)反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速生成大量气体产生巨大推力外，反应的生成物是氮气和水，很突出的优点是对环境无污染；

故答案为：产物为氮气和水，无污染；

(4)①N2（g）+2O2（g）═2NO2（g），△H=+67.7kJ·mol-1；②N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O （g），△H=-534kJ·mol-1将方程式②×2-①得2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=2（-534kJ·mol-1）-（+67.7kJ·mol-1）=-1135.7kJ·mol-1；

故答案为：2N2H4（g）+2 NO2（g）═3N2（g）+4 H2O（g）；△H=-1135.7kJ·mol-1；

(5)已知：①N2H4(g)＋O2(g) ＝N2(g) ＋2H2O (g)△H = -543kJ/mol；②1/2H2(g) ＋1/2F2(g)＝HF (g) △H= -269kJ/mol；③H2(g) ＋1/2O2(g) ＝H2O (g) △H= -242kJ/mol。肼和氟气反应的化学方程式为④N2H4(g) ＋2F2(g) ＝ N2(g) ＋4HF；根据盖斯定律可得：④=①＋②×4－③×2，则肼和氟气反应的热化学方程式：N2H4(g)＋2F2(g)＝N2(g)＋4HF (g) △H =－1135kJ/mol。