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(8分)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。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

已知石墨电极上反应为:

C6H12O6+6H2O-24e说明: 6ec8aac122bd4f6e 6CO2+24H

⑴ 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源的    

铂碳上所发生的电极反应式为_____________。

⑵燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定的物质(如H转化为液态水,C转化为二氧化碳 )所放出的热量。葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol,写出葡萄糖燃烧的热化学方程式                      

⑶ 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1L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5.6kJ,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)

520

870

20

960

120

 

(8分) ⑴ 正(2分)   O2+4e-+4H+=2H2O(2分) ⑵ C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l);△H=-2800kJ·mol-1(2分) ⑶ CE(2分) 【解析】
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(13分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:

N2(g)+3H2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6e 2NH3(g)  △H= -92.4 kJ/mol   据此回答以下问题:

1合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是        (填序号)。

①反应压强为20Mpa~50Mpa   ②500℃的高温    ③铁触媒作催化剂   ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中。

2一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2     T1(填>、=、<),判断的依据是:                                                

说明: 6ec8aac122bd4f6e

3合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下:

反应一:C(s)+H2O(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6eH2(g)+CO(g)   平衡常数K1

反应二:CO(g)+H2O(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6eH2(g)+CO2(g)  平衡常数K2

① K1的表达式:K1                        

②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:

实验组别

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

1

2

0.8

1.2

5

2

900

0.5

1

0.2

0.8

3

3

T

a

b

c

d

t

(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为                    

(Ⅱ) 在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为           (填序号)

A.其它条件不变温度T<900℃          B.其它条件不变温度T>900℃

C.充入一定量氖气                    D.使用高效催化剂

(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2        (填“增大”、“减小”或“不变”)。

 

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某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行反应

SiCl4(g)+2H2(g)说明: 6ec8aac122bd4f6eSi(s)+4HCl(g); ΔH=+QkJ/mol(Q>0),下列叙述正确的是 (     )

A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率

B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJ

C.若单位时间内生成x molHCl的同时,生成x molH2,则反应达到平衡状态

D.使用过量的H2或升高温度都可以提高SiCl4的转化率

 

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下列说法中正确的是(      )

A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的

B.在反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)的速率测定实验中,分别测得反应速率如下:v(A)= 0.15mol·L-1·s-1

v (C)=0.3 mol·L-1·s-1,则用C来表示反应进行的速率更快。

C.如图所示,在一U型管中装入含有紫色石蕊试液的Na2SO4溶液,通直流电,一段时间后U型管内会形成一个倒立的三色“彩虹”,从左到右颜色的次序是:红、紫、蓝

D.反应HCl(aq) + NaOH(aq) = NaCl (aq) + H2O(l)  △H < 0,  在理论上能用于设计原电池。

 

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已知:在100℃时,纯水的c(H+)为1×10—6,此时将pH=12的NaOH溶液V1 L与pH=l的H2SO4溶液V2 L混合,若所得混合溶液的pH=10,则V1∶V2为(      )

A.1∶9               B.10∶1               C.9∶1                D.1∶10

 

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某温度下在密闭容器中发生如下反应:2M(g)+ N(g)说明: 6ec8aac122bd4f6e 2E(g),若开始时只充入2 mol E气体,达到平衡时,混合气体的压强比起始增大了20%;若开始时只充入了3 mol M和1 mol N的混合气体,达到平衡时M的转化率为(      )

A.<60%              B.=40%            C.<40%            D.>60%

 

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