Question

14．糖類物質(zhì)為很多生物生命活動(dòng)提供能量．
（1）已知 45g葡萄糖在人體內(nèi)完全氧化為二氧化碳和水，放出701KJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2804kJ/mol．
（2）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示，其負(fù)極反應(yīng)為：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺．電池工作過程中溶液中氫離子移動(dòng)方向從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)（填“正”或“負(fù)”）
（3）常溫下，用上述電池惰性電極電解100L某濃的硫酸銅溶液，當(dāng)溶液PH=1時(shí)停止電解，則理論上需要葡萄糖的質(zhì)量為75g（假設(shè)溶液體積不變）

Answer 1

分析 （1）45g葡萄糖的物質(zhì)的量為0.25mol，其完全氧化放熱701KJ，則1 mol葡萄糖在體內(nèi)完全氧化將放出熱量2840kJ；
（2）燃料電池的構(gòu)造為：燃料通入負(fù)極，氧氣或空氣通入正極；工作的過程中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極；
（3）電解100L某濃的硫酸銅溶液，當(dāng)溶液PH=1時(shí)生成硫酸物質(zhì)的量為$\frac{0.1mol/L}{2}×100L$=5mol，據(jù)電解硫酸銅的化學(xué)方程式可知，每生成1mol硫酸轉(zhuǎn)移2mo電子，根據(jù)電子守恒計(jì)算需要葡萄糖的質(zhì)量．

解答 解：（1）45g葡萄糖的物質(zhì)的量為0.25mol，其完全氧化放熱701KJ，則1 mol葡萄糖在體內(nèi)完全氧化將放出熱量2840kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-2804kJ/mol，故答案為：C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2804kJ/mol；
（2）葡萄糖在負(fù)極失電子而被氧化，電極反應(yīng)式為C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺，原電池中陽離子從負(fù)極移向正極，
故答案為：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺；負(fù)；正；
（3）電解100L某濃的硫酸銅溶液，當(dāng)溶液PH=1時(shí)生成硫酸物質(zhì)的量為$\frac{0.1mol/L}{2}×100L$=5mol，據(jù)電解硫酸銅的化學(xué)方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，可知，每生成1mol硫酸轉(zhuǎn)移2mo電子，所以轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為10mol，據(jù)電極反應(yīng)式C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺可知，每轉(zhuǎn)移24mol電子，需要葡萄糖的質(zhì)量為180g，轉(zhuǎn)移10mol電子，需要葡萄糖的質(zhì)量為$\frac{180g×10}{24}$=75g，故答案為：75g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、原電池原理以及電極反應(yīng)式的書寫、電子守恒的應(yīng)用，題目難度不大．