Bài 14.14 trang 56, 57, 58 SBT Hóa 10 - Chân trời sáng tạo: Cho phản ứng phân huỷ hydrazine: N2H4(g) -> N2(g) + 2H2(g) Tính \({\Delta _r}H_{298}^0\) theo năng lượng liên kết của phản ứng trên...

Cho phản ứng phân huỷ hydrazine:

N₂H₄(g) -> N₂(g) + 2H₂(g)

a) Tính \({\Delta _r}H_{298}^0\) theo năng lượng liên kết của phản ứng trên.

b) Hydrazine (N₂H₄) là chất lỏng ở điều kiện thường (sôi ở 114°C, khối lượng riêng 1,021 g/cm³). Hãy đề xuất lý do N₂H₄ được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ tên lửa. Biết E_b(N-N) = 160 kJ/mol; E_b(N–H) = 391 kJ/mol, E_b(N≡N) = 945 kJ/mol; E_b(H-H) = 432 kJ/mol.

Phương pháp giải :

Dựa vào công thức \({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{E_b}(cd)} - \sum {{E_b}(sp)} \) và bảng số liệu

Lời giải chi tiết:

a) - Biến thiên enthalpy của phản ứng N₂H₄(g) -> N₂(g) + 2H₂(g) là:

\({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{E_b}(cd)} - \sum {{E_b}(sp)} \)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = {E_b}(N - N) + 4.{E_b}(N - H) - {E_b}(N \equiv N) - 2.{E_b}(H - H)\)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = 160 + 4.391 - 945 - 2.432 = - 85kJ\)

b) Các lý do N₂H₄ được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ tên lửa:

- N₂H₄ là chất lỏng nên dễ bảo quản (nếu là chất khí cần nén ở điều kiện áp suất cao dễ gây nguy hiểm và tốn công bảo quản)

- Phương trình có \({\Delta _r}H_{298}^0 = - 85kJ\)< 0 " Phản ứng tự xảy ra mà không cần cung cấp năng lượng

- 1 mol N₂H₄ ở dạng lỏng sau phản ứng sẽ sinh ra tổng cộng 3 mol khí ” tạo được áp suất lớn để đẩy tên lửa bay lên