Question

20．我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征二號丁”運載火箭以“一箭多星”的方式，將國家科技重大專項高分辨率對地觀測系統首顆衛(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”，對國土資源調查、環(huán)境監(jiān)測、地理測繪和精準農業(yè)及國防工業(yè)等將起到十分重要的作用．
I、“高分一號”使用了大功率運載火箭，火箭推進器中裝有還原劑肼（N₂H₄）和強氧化劑過氧化氫（H₂O₂），發(fā)生的反應為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）若該火箭推進器中H₂O₂有24mol共價鍵發(fā)生斷裂，則放出的能量為2566.4KJ．
II、科學家設想利用太陽能電池電解水產生的氣體設計成燃料電池給衛(wèi)星供電，可產生水循環(huán)的環(huán)保型的衛(wèi)星供電系統．
（4）將生成的氫氣用于燃料電池時，實現了化學能轉化為電能；水分解時，斷裂的化學鍵為共價鍵，分解水的反應屬于吸熱（填“放熱”或“吸熱”）反應．
該氫氧燃料電池的電解質溶液為KOH溶液，則電池反應的負極反應為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，電池工作一段時間后，電解質溶液中KOH的物質的量不發(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的共價鍵，所以H₂O₂有24mol共價鍵發(fā)生斷裂，反應的過氧化氫為8mol，由2molH₂O₂生成4molH₂O（g），則8mol的過氧化氫生成16mol的水，又因為生成1mol H₂O（g）放出160.4KJ能量，所以放出熱量為：160.4KJ×16=2566.4KJ；
（4）原電池是將化學能轉化為電能的裝置，非金屬元素之間形成的化學鍵大多是共價鍵，物質的分解反應是吸熱反應；氫氧燃料電池中，H₂從負極通入，在反應中被氧化；根據電極反應確定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為共價化合物，各原子達到穩(wěn)定結構，用電子式表示形成過程為，
故答案為：；
（3）1mol過氧化氫中3mol的共價鍵，所以H₂O₂有24mol共價鍵發(fā)生斷裂，反應的過氧化氫為8mol，由2molH₂O₂生成4molH₂O（g），則8mol的過氧化氫生成16mol的水，又因為生成1mol 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，燃料電池是將化學能轉化為電能的裝置，水分解時，斷裂的化學鍵為H-O鍵，屬于共價鍵，分解海水的反應屬于吸熱反應，氫氧燃料電池中，H₂從負極通入，負極的電極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；負極上氫氣和氫氧根離子反應生成水，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，氫氧燃料電池的產物是水，KOH的物質的量不變，溶液的體積增大，濃度變小，所以PH值減小，故答案為：化學；電；共價；吸熱；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；不發(fā)生．

點評 本題考查化學方程式的書寫、用電子式表示物質的形成、熱量的轉化和電極反應式的書寫，綜合性強，但比較容易．