Hydrazine (N2H4) là chất lỏng ở điều kiện thường (sôi ở 114oC, khối lượng riêng 1,021 g/cm3). Hãy đề xuất lí do N2H4

Bài 14.14* trang 59 SBT Hóa học 10. Cho phản ứng phân hủy hydrazine:

$N_2{H}_4\left(g\right)\to N_2\left(g\right)+2H_2\left(g\right)$

a. Tính ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ theo năng lượng liên kết của phản ứng trên.

b. Hydrazine (N₂H₄) là chất lỏng ở điều kiện thường (sôi ở 114^oC, khối lượng riêng 1,021 g/cm³). Hãy đề xuất lí 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.

Trả lời

a) Hydrazine có công thức cấu tạo: H₂N-NH₂. Một phân tử hydrazine có 1liên kết đơn N-N (E_b = 160 kJ/mol); 4 liên kết đơn N-H (E_b = 391 kJ/mol). N₂ có1 liên kết ba N≡N (E_b = 945 kJ/mol), H₂ có 1 liên kết đơn H-H (E_b = 432 kJ/mol).

Áp dụng công thức tính. ${\Delta }_r{H}_{298}^o$theo năng lượng liên kết:

${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = E_b(N-N) + 4.E_b(N-H) – E_b(N≡N) – 2.E(H-H)

= 160 + 4.391 - 945 – 2.432 = -85 kJ

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

– N₂H₄ là chất lỏng ở điều kiện thường nên dễ bảo quản (nếu là chất khí cần nén ở áp suất cao gây nguy hiểm).

- Khối lượng riêng nhỏ nên nhẹ, phù hợp với nhiên liệu động cơ tên lửa (nếu nặng sẽ gây tốn năng lượng). ${\Delta }_r{H}_{298}^o$= - 85 kJ < 0 nên phản ứng có thẻ tự xảy ra mà không cần nguồn nhiệt ngoài.

- Giả sử 1 mol N₂H₄ lỏng phản ứng (có thẻ tích khá nhỏ) sẽ sinh ra 3 mol khí có thể tích lớn hơn rất nhiều nên sẽ tạo được luồng khí đây tên lửa đi.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Hóa học 10 Chân trời sáng tạo, chi tiết khác 

Bài 12: Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống

Ôn tập chương 4

Bài 13: Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Bài 14: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Ôn tập chương 5

Bài 15: Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng