Question

【題目】（1）在化學反應中使普通分子變成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，觀察如圖，然后回答問題。

①圖中反應是___（填“吸熱”或“放熱”），該反應的△H=___（用含E1、E2的代數式表示）。

②已知熱化學方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJmol-1，該反應的活化能為167.2kJmol-1，則其逆反應的活化能為___。

（2）火箭推進器中盛有強還原劑液態肼（N2H4）和強氧化劑液態雙氧水。當它們混合反應時，即產生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4mol液態肼與足量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.0kJ的熱量。

①反應的熱化學方程式為___。

②又已知H2O(l)＝H2O(g)；ΔH＝＋44kJ/mol。則16g液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出熱量是___kJ。

③此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，還有一個很大的優點是___。

Answer 1

【答案】放熱 E2-E1 409.0kJ/mol N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-640kJ/mol 408kJ 產物為氮氣和水，清潔無污染

【解析】

(1)①依據圖象，反應物的能量大于生成物的能量；反應的焓變=生成物的能量-反應物的能量；②逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；

(2)①0.4mol液態肼與足量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.0kJ的熱量，1mol液態肼和過氧化氫反應放熱640.0 kJ，據此書寫熱化學方程式；②依據蓋斯定律分析計算N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(l)的焓變，再計算16g液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量；③燃燒產物無污染是其優點。

(1)①依據圖象可知，反應物的能量大于生成物的能量，為放熱反應；反應的焓變=生成物的總能量-反應物的總能量，即△H=(E2-E1)kJmol-1，故答案為：放熱；(E2-E1)kJmol-1；

②反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，依據圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；H2(g)+O2(g)═H2O(g) △H=-241.8kJmol-1，該反應的活化能為167.2kJmol-1，則其逆反應的活化能=167.2kJ/mol+241.8kJ/mol=409.0kJ/mol，故答案為：409.0kJ/mol；

(2)①0.4mol液態肼與足量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.0kJ的熱量，1mol液態肼和過氧化氫反應放熱640.0 kJ，反應的熱化學方程式為：N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g) △H=-640.0 kJ/mol，故答案為：N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g) △H=-640.0 kJ/mol；

②a.N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=-640.0 kJ/mol，b.H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol，依據蓋斯定律a-b×4得到：N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(l) △H=-816.0kJ/mol，依據熱化學方程式可知32g肼反應放熱816.0kJ，則16g液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量是408.0kJ，故答案為：408.0；

③此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，生成物為氮氣和水，不污染空氣，故答案為：生成物為氮氣和水，不污染空氣。