微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体.将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如图所示。
已知石墨电极上的反应为
C6H12O6+ 6H2O - 24e- ="====" 6CO2+ 24H+
(1)电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。电池工作时,质子移向电池的_ __极(填正或负),铂碳上所发生的电极反应式为:___________ _ _______
(2)葡萄糖的燃烧热为2800 kJ·mol-1 ,写出葡萄糖完全燃烧的热化学方程式:_____________________________________________________________________
(3)化学需氧量(COD)是重要的水质指标.其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O所需消耗的氧气的质量。科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,该设想已经在实验室中获得成功。但如果1 L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5.6 kJ,就没有发电的必要。则下列污水中,不适合用微生物燃料电池发电的是__________________(填序号)
序号 |
A |
B |
C |
D |
E |
污水类型 |
生活污水 |
印染 |
电镀 |
造纸 |
硫酸工业废水 |
COD值/mg·L-1 |
520 |
870 |
20 |
960 |
120 |
(12分)氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
(1)氢气燃烧热值高,实验测得,在常温常压下,1 g H2完全燃烧生成液态水,放出
142.9 kJ热量,则H2燃烧的热化学方程式为__________________________________。
(2)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现将氢氧燃料电池进行下图所示实验:①氢氧燃料电池中,负极的电极反应式为__________________,②如图实验装置中,某一铜电极的质量减轻3.2 g,则 a极上消耗的O2在标准状况下的体积____________L。
(3)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol,
①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示:图中t1时引起平衡移动的条件可能是_________________,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是____________。
②温度为T ℃时,将2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50% ,则反应的平衡常数为____________。
由环己烷可制得1, 4 – 环己二醇,下列有7步反应(其中无机产物都已略去),试回答以下问题:
(1) 上述反应中属于取代反应有。
(2) 化合物的结构简式:B,C;
(3) 反应④所用试剂和条件是;
(4) 写出反应②、⑤的化学方程式:反应②;
反应⑤。
物质A~G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应,G为砖红色沉淀。(提示:葡萄糖结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO )
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B、E、G
(2)利用电解精炼法可提纯C物质,在该电解反应中阳极电极材料是,阴极电极材料是,电解质溶液是
(3)反应②的化学方程式是。
(4)将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中,发生反应①,在一定温度下,反应达到平衡,得到0.12 mol D,则反应的平衡常数K =(保留一位小数)若温度不变,再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡,则:
B的平衡浓度(填“增大”、“不变”或“减小”),
氧气的转化率(填“升高”、“不变”或“降低”),
D的体积分数(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(10分)分子中只含有2个碳原子的某烃A是其同系物中含碳量最高的物质; 1mol A与1mol HCl加成可得到B;1mol A与1mol H2加成可得到C,并能继续发生如下列图表所示的转变:
据此回答下列问题
(1) 写出实验室制取A的化学反应方程式
(2) 以B为原料经过加聚反应所得的合成树脂的结构简式为
(3) 写出由D和F生成G的化学反应方程式:
(4) 写出E与银氨溶液反应的化学方程式: ________________
(5) 写出符合以下两个条件的G的同分异构体,①能水解②能发生银镜反应______________________:
(共19分)
Ⅰ:现有CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H8五种有机物,回答下列问题:
⑴质量相同时:在相同状况下体积最大的是__ ____,
完全燃烧时消耗O2的量最多的是__ __,
生成CO2最多的是___ _,生成水最多的是___ ___。
⑵同温同压同体积时,五种物质完全燃烧消耗O2的量最多的是__
Ⅱ:有机化学中的反应类型较多,将下列反应归类(填序号)。
①乙苯的制备:
②乙烷在空气中燃烧③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色⑤由乙烯制聚乙烯⑥甲烷与氯气在光照的条件下反应⑦溴乙烷和氢氧化钠的乙醇溶液共热⑧由甲苯制取TNT
(1)其中属于取代反应的是;
属于氧化反应的是;属于加成反应的是;
属消去反应的是属于聚合反应的是
(2)写出⑦和⑧的化学方程式
⑦
⑧
Ⅲ:医药阿斯匹林的结构简式如图1所示:
图1图2
试根据阿斯匹林的结构回答;
⑴阿斯匹林看成酯类物质,口服后,在胃肠酶的作用下,阿斯匹林发生水解反应,生成A和B 两种物质。其中A的结构简式如图2所示,则B的结构简式为;B中含有的官能团名称是。
⑵阿斯匹林跟NaHCO3同时服用,可使上述水解产物A与NaHCO3反应,生成可溶性盐随尿液排出,此可溶性盐的结构简式是
⑶写出阿斯匹林与足量氢氧化钠溶液共热的化学反应方程式