Question

9．請回答下列問題：
（1）如圖所示，在一個小燒杯里加入研細的20g Ba（OH）₂•8H₂O晶體．將此小燒杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小燒杯中加入10g NH₄Cl晶體，并用玻璃棒快速攪拌．

①實驗中玻璃棒作用是攪拌，使混合物充分接觸；
②寫出有關反應的化學方程式：Ba（OH）₂•8H₂O+2NH₄Cl═BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；
從四大基本反應類型分析，該反應類型是復分解；
③實驗現(xiàn)象可以說明該反應的反應物的總能量小于（填“大于”或“小于”）生成物的總能量
（2）氫氣是未來最理想的能源之一，科學家最近研制出利用太陽能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦（TiO₂）表面作用使海水分解得到氫氣的新技術：2H₂O$\frac{\underline{\;激光\;}}{TiO_{2}}$2H₂↑+O₂↑．制得的氫氣可用于燃料電池．
試回答下列問題：
①海水分解生成的氫氣用于燃料電池時，實現(xiàn)化學能轉變?yōu)殡娔埽�水分解時，斷裂的化學鍵為共價鍵，分解海水的反應屬于吸熱反應（填“放熱”或“吸熱”）．
②某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，兩極上發(fā)生的電極反應分別為：A極：2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O；B極：O₂+4e^-═2O^2-，則A極是電池的負極；電子從該極流出（填“流入”或“流出”）．
③有人以化學反應：2Zn+O₂+4H⁺═2Zn²⁺+2H₂O為基礎設計出一種原電池，移入人體內作為心臟起搏器的能源，它們靠人體內血液中溶有一定濃度的O₂、H⁺、Zn²⁺進行工作．則原電池的負極上發(fā)生反應的電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺．
（3）若氫氣的燃燒過程中，破壞1molH₂中的化學鍵消耗的能量為Q₁kJ，破壞1molO₂中的化學鍵為Q₂kJ，形成1molH₂O中的化學鍵釋放的能量為Q₃．下列關系式正確的是D
A．Q₁+Q₂＞Q₃　　　　　　　　B．Q₁+Q₂＜Q₃
C．2Q₁+Q₂＞2Q₃　　　　　　　D．2Q₁+Q₂＜2Q₃．

Answer 1

分析 （1）①實驗中玻璃棒的作用是攪拌使反應物充分接觸并反應；
②氯化銨銨鹽和強堿氫氧化鋇的反應生成氨氣、水、以及氯化鋇，反應為復分解反應；
③玻璃片上結冰而與小燒杯粘在一起，說明氫氧化鋇和氯化銨的反應是吸熱反應；
（2）①水分子中存在共價鍵，水的分解為吸熱反應，在催化劑的條件下生成氫氣和氧氣，燃料電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置；
②原電池中，具有還原性的物質的做負極，電子從負極經(jīng)外電路流向正極；
③原電池負極失去電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應，根據(jù)總反應式2Zn+O₂+4H⁺═2Zn²⁺+2H₂O進行分析；
（3）化學反應中舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量，化學反應中的反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，注意氫氣在氧氣中燃燒，反應熱△H＜0，每摩爾H₂O中含有2molH-O鍵，據(jù)此計算．

解答 解：（1）①實驗中玻璃棒的作用是攪拌使反應物充分接觸并反應，
故答案為：攪拌，使混合物充分接觸；
②氯化銨屬于銨鹽，能和強堿氫氧化鋇發(fā)生復分解反應，生成氨氣、水、以及氯化鋇，化學方程式為Ba（OH）₂•8H₂O+2NH₄Cl=BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O，
故答案為：Ba（OH）₂•8H₂O+2NH₄Cl=BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；復分解；
③玻璃片上結冰而與小燒杯粘在一起，說明氫氧化鋇和氯化銨的反應是吸熱反應，即反應物的總能量小于生成物的總能量，
故答案為：小于；
（2）①水難以分解，水分子中存在共價鍵，在二氧化鈦（TiO₂）表面作用使海水分解得到氫氣，并用激光提供能量，則說明二氧化鈦起到催化劑的作用，該反應吸熱，燃料電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，故答案為：化學；電；共價；吸熱；
②氫氣具有還原性，在負極上被氧化而失去電子，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，故答案為：負；流出；
③原電池負極失去電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應，根據(jù)總反應式2Zn+O₂+4H⁺═2Zn²⁺+2H₂O，得到負極反應為：Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（3）破壞1molH-H消耗的能量為Q₁kJ，則H-H鍵能為Q₁kJ/mol，破壞1molO═O鍵消耗的能量為Q₂kJ，則O═O鍵鍵能為Q₂kJ/mol，
形成1mol水中的化學鍵釋放的能量為Q₃kJ，每摩爾H₂O中含有2molH-O鍵，1molH-O鍵釋放的能量為$\frac{1}{2}$Q₃kJ，則H-O鍵能為$\frac{1}{2}$Q₃kJ/mol，
對于反應2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）反應熱△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，
所以反應熱△H=2Q₁kJ/mol+Q₂kJ/mol-4×$\frac{1}{2}$Q₃kJ/mol=（2Q₁+Q₂-2Q₃）kJ/mol，
由于氫氣在氧氣中燃燒，反應熱△H＜0，即（2Q₁+Q₂-2Q₃）＜0，所以2Q₁+Q₂＜2Q₃，
故答案為：D．

點評 本題考查吸熱反應的探究，本題注意把握氯化銨和氫氧化鋇反應的原理，注意從反應物與生成物總能量的關系分析；
考查化學電源新型電池以及原電池的工作原理，本題注意基礎知識的積累；
考查反應熱的計算，題目難度不大，注意從物質能量、鍵能角度理解反應熱，明確反應熱的焓變△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能及焓變的正負與吸收、放熱熱量的關系．