(1)目前科學(xué)家利用生物燃料電池原理(電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子),研究室溫下合成氨并取得初步成果,示意圖如圖。
①氫化酶區(qū)域所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 H2+2MV2+=2MV++2H+H2+2MV2+=2MV++2H+。
②整個(gè)b電極區(qū)域所發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為 N2+6H++6e-=2NH3N2+6H++6e-=2NH3。
③相比傳統(tǒng)工業(yè)合成氨,該方法的優(yōu)點(diǎn)有 條件溫和、生成氨的同時(shí)釋放電能條件溫和、生成氨的同時(shí)釋放電能。
(2)若用如圖所示生物燃料電池作甲裝置的電源,并將甲裝置中產(chǎn)生的CH4氣體通入乙裝置中,發(fā)生轉(zhuǎn)化的過(guò)程如圖:
①甲裝置中Pt電極應(yīng)連接生物燃料電池的 bb電極(填“a”或“b”)。電解一段時(shí)間后,甲裝置陽(yáng)極區(qū)c(H+) 增大增大(填“增大”“減小”或“不變”)。
②乙裝置中Ni-YSZ電極上的反應(yīng)為:CH4-4e-+2O2-═CO2+2H2,且整個(gè)過(guò)程中消耗的O2-和產(chǎn)生的O2-總數(shù)目相等。則在Ni-YSZ電極上消耗的O2-與CO2消耗的O2-數(shù)目之比為 2:12:1。
③若開始電解一段時(shí)間后,甲裝置中銅電極上只生成6.4gCH4,則甲裝置銅極區(qū)溶液質(zhì)量變化了 14.414.4g,乙裝置中理論上生成碳的質(zhì)量為 9.69.6g,生物燃料電池中理論上合成氨的質(zhì)量為 18.1318.13g。(保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)
【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合;化學(xué)電源新型電池.
【答案】H2+2MV2+=2MV++2H+;N2+6H++6e-=2NH3;條件溫和、生成氨的同時(shí)釋放電能;b;增大;2:1;14.4;9.6;18.13
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:18引用:2難度:0.5
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