Question

20．我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征二號丁”運(yùn)載火箭以“一箭多星”的方式，將國家科技重大專項(xiàng)高分辨率對地觀測系統(tǒng)首顆衛(wèi)星“高分一號”成功發(fā)射升空，此顆衛(wèi)星堪稱“太空千里眼”，對國土資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、地理測繪和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)及國防工業(yè)等將起到十分重要的作用．
I、“高分一號”使用了大功率運(yùn)載火箭，火箭推進(jìn)器中裝有還原劑肼（N₂H₄）和強(qiáng)氧化劑過氧化氫（H₂O₂），發(fā)生的反應(yīng)為N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g），已知生成1mol H₂O（g）放出160.4KJ能量．
（1）H₂O₂在催化劑作用下分解的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用電子式表示H₂O的形成過程．
（3）若該火箭推進(jìn)器中H₂O₂有24mol共價(jià)鍵發(fā)生斷裂，則放出的能量為2566.4KJ．
II、科學(xué)家設(shè)想利用太陽能電池電解水產(chǎn)生的氣體設(shè)計(jì)成燃料電池給衛(wèi)星供電，可產(chǎn)生水循環(huán)的環(huán)保型的衛(wèi)星供電系統(tǒng)．
（4）將生成的氫氣用于燃料電池時(shí)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；水分解時(shí)，斷裂的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，分解水的反應(yīng)屬于吸熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．
該氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則電池反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，電池工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量不發(fā)生（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）變化．

Answer 1

分析 （1）過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣；
（2）氫原子和氧原子之間以共用電子對而形成水分子；
（3）1mol過氧化氫中3mol的共價(jià)鍵，所以H₂O₂有24mol共價(jià)鍵發(fā)生斷裂，反應(yīng)的過氧化氫為8mol，由2molH₂O₂生成4molH₂O（g），則8mol的過氧化氫生成16mol的水，又因?yàn)樯��?mol H₂O（g）放出160.4KJ能量，所以放出熱量為：160.4KJ×16=2566.4KJ；
（4）原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，非金屬元素之間形成的化學(xué)鍵大多是共價(jià)鍵，物質(zhì)的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；氫氧燃料電池中，H₂從負(fù)極通入，在反應(yīng)中被氧化；根據(jù)電極反應(yīng)確定pH的變化．

解答 解：（1）過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）H₂O為共價(jià)化合物，各原子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，用電子式表示形成過程為，
故答案為：；
（3）1mol過氧化氫中3mol的共價(jià)鍵，所以H₂O₂有24mol共價(jià)鍵發(fā)生斷裂，反應(yīng)的過氧化氫為8mol，由2molH₂O₂生成4molH₂O（g），則8mol的過氧化氫生成16mol的水，又因?yàn)樯��?mol H₂O（g）放出160.4KJ能量，所以放出熱量為：160.4KJ×16=2566.4KJ，故答案為：2566.4KJ；
（4）氫氣用于燃料電池，燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，水分解時(shí)，斷裂的化學(xué)鍵為H-O鍵，屬于共價(jià)鍵，分解海水的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，氫氧燃料電池中，H₂從負(fù)極通入，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；負(fù)極上氫氣和氫氧根離子反應(yīng)生成水，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，氫氧燃料電池的產(chǎn)物是水，KOH的物質(zhì)的量不變，溶液的體積增大，濃度變小，所以PH值減小，故答案為：化學(xué)；電；共價(jià)；吸熱；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；不發(fā)生．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)方程式的書寫、用電子式表示物質(zhì)的形成、熱量的轉(zhuǎn)化和電極反應(yīng)式的書寫，綜合性強(qiáng)，但比較容易．