Question

14．火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼（N₂H₄）和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水．當(dāng)把0.4mol液態(tài)肼和0.8mol H₂O₂混合反應(yīng)，生成氮?dú)夂退�蒸氣，放�?56.7kJ的熱量（相當(dāng)于25℃、101kPa下測得的熱量）．
（1）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/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(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是408.875 kJ．
（3）此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物不會(huì)造成環(huán)境污染．
（4）根據(jù)下列3個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO₂氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應(yīng)：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，計(jì)算1molN₂H₄反應(yīng)放出的熱量，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)蓋斯定律書寫生成液態(tài)水時(shí)的熱化學(xué)方程式，16g液態(tài)肼為0.5mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算；
（3）反應(yīng)生成物為氮、水，不會(huì)造成環(huán)境污染；
（4）已知：①．Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol
②.3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol
③．Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，（①×3-②-③×2）÷6可得：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）．

解答 解：（1）反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，0.4mol液態(tài)肼放出256.7KJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為256.7kJ×$\frac{1mol}{0.4mol}$=641.75kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol；
（2）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ/mol，
②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，①-②×4可得：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.75KJ/mol，
16g液態(tài)肼物質(zhì)的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol，與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為817.75kJ×$\frac{0.5mol}{1mol}$=408.875kJ，
故答案為：408.875；
（3）此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物為氮?dú)夂退�，是空氣成分不�?huì)造成環(huán)境污染，
故答案為：產(chǎn)物不會(huì)造成環(huán)境污染；
（4）已知：①．Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol
②.3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol
③．Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，（①×3-②-③×2）÷6可得：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=[（-24.8kJ/mol）×3-（-47.2kJ/mol）-（+640.5kJ/mol）×2]÷6=-218.0kJ/mol，
反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算、蓋斯定律應(yīng)用等，題目難度中等，注意對(duì)蓋斯定律的理解應(yīng)用．