Question

16．氫氣是一種理想的“綠色能源”，利用氫能需選擇合適的儲(chǔ)氫材料．目前正在研究和使用的儲(chǔ)氫材料有鎂系合金、稀土系合金等．
（1）鍘鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物：LaNi₃（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆（s）釋放出氣態(tài)氫，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可改變的條件是bc（選填字母編號(hào)）．
a．增加LaNi₅H₆的量  b．升高溫度  c．減小壓強(qiáng)  d．使用催化劑
（2）儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：
（g）$?_{高溫}^{FeSO_{4}/Al_{2}O_{3}}$（g）+3H₂（g）
①某溫度下，向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷，起始濃度為amol•L^-1，平衡時(shí)苯的濃度為bmol•L^-1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$mol³•L^-3（用含a，b的代數(shù)式表示）．
②一定條件下，如圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其它有機(jī)物）．
A是電源的負(fù)極（填“正”或“負(fù)”）；電極D上發(fā)生的電極反應(yīng)為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆ （s）釋放出氣態(tài)氫，則平衡向逆向移動(dòng)，據(jù)此分析；
（2）①依據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式解答；
②該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷．

解答 解：（1）欲使LaNi₅H₆ （s）釋放出氣態(tài)氫，則平衡向逆向移動(dòng)，由LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0為氣體減小的放熱反應(yīng)，所以可以升高溫度或降低壓強(qiáng)，平衡向逆向移動(dòng)；
故答案為：bc；
（4）①環(huán)己烷的起始濃度為amol•L^-1，平衡時(shí)苯的濃度為bmol•L^-1，同一容器中各物質(zhì)反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以根據(jù)方程式知，環(huán)己烷的平衡濃度為（a-b）mol/L，氫氣的濃度為3bmol/L，則平衡常數(shù)K=$\frac{C（C{\;}_{6}H{\;}_{6}）C{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}{C（C{\;}_{6}H{\;}_{12}）}$=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$mol³•L^-3；
故答案為：$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$mol³•L^-3；
該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，電解池陰極與電源負(fù)極相連，得出電解過程中產(chǎn)生的氣體F為O₂，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，
故答案為：負(fù)；C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡及其電解池原理等知識(shí)點(diǎn)，題目難度較大，注意對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解．