Question

18．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)過(guò)氧化氫．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(cè)得的熱量）．
（1）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.75kJ．mol^-1．
（2）又已知H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol．則16g液態(tài)肼與過(guò)氧化氫反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是408.875kJ．
（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)物無(wú)污染．
（4）汽油的重要成分是辛烷（C₈H₈），1mol C₈H₁₈（l）在O₂（g）中燃燒，生成CO₂（g）和H₂O（l），放出5518kJ熱量．請(qǐng)寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（l）△H₌=-5518kJ•mol^-1．
（5）用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH₄還原NO₂至N₂整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為173.4kJ．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)反應(yīng)物和生成物配平書寫化學(xué)方程式，根據(jù)定律關(guān)系判斷，0.4mol液態(tài)肼和0.8mol H₂O₂混合恰好反應(yīng)，所以1mol液態(tài)肼完全反應(yīng)放出641.75kJ的熱量；
（2）H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，依據(jù)蓋斯定律計(jì)算；
（3）其產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)污染；
（4）1mol C₈H₁₈（l）在O₂（g）中燃燒，生成CO₂（g）和H₂O（l），放出5518kJ熱量，則辛烷的燃燒熱是5518kJ/mol；
（5）$\frac{①+②}{2}$可知CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol，根據(jù)甲烷和反應(yīng)熱之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）解：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$\frac{256.7kJ}{0.4mol}$=641.75kJ，
所以反應(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；依據(jù)蓋斯定律①-②×4得到N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.75kJ/mol：則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408.875kJ，
故答案為：408.875；
（3）其產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)污染，不影響環(huán)境，故答案為：產(chǎn)物無(wú)污染；
（4）1mol C₈H₁₈（l）在O₂（g）中燃燒，生成CO₂（g）和H₂O（l），放出5518kJ熱量，則辛烷的燃燒熱是5518kJ/mol，其熱化學(xué)方程式為C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（l）△H₌=-5518 kJ•mol^-1，
故答案為：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（l）△H₌=-5518 kJ•mol^-1；
（5）$\frac{①+②}{2}$可知CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH₄其物質(zhì)的量為0.2mol，則放出的熱量為0.2mol×867kJ=173.4kJ，
故答案為：173.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，明確蓋斯定律的靈活運(yùn)用、正確書寫目標(biāo)方程式是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．