Question

14．糖类物质为很多生物生命活动提供能量．
（1）已知 45g葡萄糖在人体内完全氧化为二氧化碳和水，放出701KJ的热量，该反应的热化学方程式C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2804kJ/mol．
（2）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示，其负极反应为：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺．电池工作过程中溶液中氢离子移动方向从负极区移向正极区（填“正”或“负”）
（3）常温下，用上述电池惰性电极电解100L某浓的硫酸铜溶液，当溶液PH=1时停止电解，则理论上需要葡萄糖的质量为75g（假设溶液体积不变）

Answer 1

分析 （1）45g葡萄糖的物质的量为0.25mol，其完全氧化放热701KJ，则1 mol葡萄糖在体内完全氧化将放出热量2840kJ；
（2）燃料电池的构造为：燃料通入负极，氧气或空气通入正极；工作的过程中，阳离子移向正极，阴离子移向负极；
（3）电解100L某浓的硫酸铜溶液，当溶液PH=1时生成硫酸物质的量为$\frac{0.1mol/L}{2}×100L$=5mol，据电解硫酸铜的化学方程式可知，每生成1mol硫酸转移2mo电子，根据电子守恒计算需要葡萄糖的质量．

解答 解：（1）45g葡萄糖的物质的量为0.25mol，其完全氧化放热701KJ，则1 mol葡萄糖在体内完全氧化将放出热量2840kJ，反应的热化学方程式为C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-2804kJ/mol，故答案为：C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2804kJ/mol；
（2）葡萄糖在负极失电子而被氧化，电极反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺，原电池中阳离子从负极移向正极，
故答案为：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺；负；正；
（3）电解100L某浓的硫酸铜溶液，当溶液PH=1时生成硫酸物质的量为$\frac{0.1mol/L}{2}×100L$=5mol，据电解硫酸铜的化学方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，可知，每生成1mol硫酸转移2mo电子，所以转移电子物质的量为10mol，据电极反应式C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺可知，每转移24mol电子，需要葡萄糖的质量为180g，转移10mol电子，需要葡萄糖的质量为$\frac{180g×10}{24}$=75g，故答案为：75g．

点评 本题考查了热化学方程式的书写、原电池原理以及电极反应式的书写、电子守恒的应用，题目难度不大．