Question

【題目】I、在火箭推進器中裝有強還原劑肼（N2H4）和強氧化劑（H2O2），當它們混合時，即產生大量N2和水蒸氣，并放出大量熱．已知0.4mol液態肼和足量液態H2O2反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256kJ的熱量．

（1）寫出該反應的熱化學方程式_______________________________________．

（2）已知H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJ·mol﹣1，則16g液態肼燃燒生成氮氣和液態水時，放出的熱量是________kJ．

（3）丙烷燃燒可以通過以下兩種途徑：

途徑I：C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣a kJ·mol﹣1

途徑II：C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）△H=+b kJ·mol﹣1

2C3H6（g）+9O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）△H=﹣c kJ·mol﹣1

2H2（g）+O2 （g）═2H2O（l）△H=﹣d kJ·mol﹣1 （abcd均為正值）

請回答下列問題：

①判斷等量的丙烷通過兩種途徑放出的熱量，途徑I放出的熱量_______（填“大于”、“等于”或“小于”）途徑II放出的熱量．

②在C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g） 的反應中，反應物具有的總能量________（填“大于”、“等于”或“小于”）生成物具有的總能量．

③b 與a、c、d的數學關系式是_____________．

II、利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測得混合液最高溫度。

回答下列問題：

（1）為什么所用NaOH溶液要稍過量？__________________________。

（2）假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm3，又知中和反應后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g1·℃1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數據如下：

實驗 序號	起始溫度t1/℃		終止溫度t2/℃
	鹽酸	氫氧化鈉
1	20.0	20.0	23.0
2	20.1	20.1	23.2
3	20.2	20.2	23.4

依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱ΔH＝________kJ·mol1_(結果保留一位小數)。

（3）不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理由是_________________。

Answer 1

【答案】N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol 408 等于 小于 b=﹣a 確保鹽酸被完全中和 51.8 kJ·mol1 H2SO4與Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀的生成熱會影響中和熱的測定

【解析】

I（1）書寫熱化學方程式注意化學計量數代表物質的量，與△H相對應，同時標明反應物和生成物的狀態；

（2）利用蓋斯定律解題；

（3）①根據蓋斯定律來判斷兩種途徑放熱之間的關系；

②該反應屬于吸熱反應，反應物具有的總能量小于生成物的總能量；

③根據蓋斯定律來判斷各步反應之間的關系；

II（1）氫氧化鈉過量可以保證鹽酸充分反應；

（2）先求出△t 的平均值，在根據Q= mc△t計算放出的熱量，在計算生成1mol水放出的熱量，即可得中和熱。

（3）H2SO4與Ba(OH)2反應會生成BaSO4沉淀，影響中和熱的測定。

I（1）已知0.4mol液態肼和足量H2O2（l）反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.64kJ的熱量，依據熱化學方程式的書寫原則，結合定量關系寫出，1mol肼和過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣放出的熱量==640 kJ，所以熱化學方程式為 N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol；

答案：N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣640kJ/mol；

（2）16g液態肼物質的量==0.5mol，由①N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）；△H=-641.6kJ/mol；②H2O（1）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，結合蓋斯定律，可以把②×4方向倒轉得到③4H2O（g）=4H2O（l）△H=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol，①+③得到N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（l） △H=-816kJ/mol，所以0.5mol液態肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態水時，放出的熱量==408kJ；

答案：408；

（3）①根據蓋斯定律，煤作為燃料不管是一步完成還是分兩步完成，反應物和產物的焓值是一定的，所以兩途徑的焓變值一樣，放出的熱量一樣；

答案：等于；

②該反應屬于吸熱反應，因此反應物具有的總能量小于生成物的總能量；

答案：小于；

③ C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣a kJ·mol﹣1 ①

2C3H6（g）+9O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）△H=﹣c kJ·mol﹣1 ②

2H2（g）+O2 （g）═2H2O（l）△H=﹣d kJ·mol﹣1 ③

根據蓋斯定律：①-②/2-③/2得C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）△H=+﹣a kJ·mol﹣1再根據已知可得b=+﹣a；

答案：b=+﹣a；

II（1）為了確保鹽酸被完全中和，所用NaOH溶液要稍過量；
答案：確保鹽酸被完全中和；

（2）50mL 0.50mol/LHCl與 50mL0.55mol/L NaOH溶液進行中和反應生成水的物質的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質量為：100ml×1g/ml=100g，溫度變化的值為△T=3.2℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=mc△t=100g×4.18J/（g℃）×3.1℃=1295.8J，即1.295kJ，所以實驗測得的中和熱△H=--51.8kJ/mol；

答案：51.8；

（3）不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，因為H2SO4與Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀的生成熱會影響中和熱的測定；

答案：H2SO4與Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀的生成熱會影響中和熱的測定。