Question

11．氫能是重要的新能源．儲氫作為氫能利用的關鍵技術，是當前關注的熱點之一．
（1）NaBH₄是一種重要的儲氫載體，能與水反應生成NaBO₂，且反應前后B的化合價不變，該反應的化學方程式為NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑，反應消耗1molNaBH₄時轉移的電子數目為4N_A或2.408×10²⁴．
（2）儲氫還可借助有機物，如利用環乙烷和苯之間的可逆反應來實現脫氫和加氫：
某溫度下，向恒容密閉容器中加入環己烷，起始濃度為amol/L，平衡時苯的濃度為bmol/L，該反應的平衡常數K=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$．

Answer 1

分析 （1）NaBH₄與水反應生成NaBO₂，且反應前后B的化合價不變，H元素化合價由-1價、+1價變為0價，再結合轉移電子守恒配平方程式，根據NaBH₄和轉移電子之間的關系式計算；
（2）根據化學平衡常數K=$\frac{c（C{\;}_{6}H{\;}_{6}）．c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}{c（C{\;}_{6}H{\;}_{12}）}$計算；

解答 解：（1）NaBH₄與水反應生成NaBO₂，且反應前后B的化合價不變，NaBO₂中B元素化合價為+3價，所以NaBH₄中H元素的化合價為-1價，所以H元素化合價由-1價、+1價變為0價，再結合轉移電子守恒配平方程式為NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑，反應消耗1mol NaBH₄時轉移的物質的量=1mol×4×（1-0）=4mol，所以轉移電子數為4N_A或2.408×10²⁴，故答案為：NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑；4N_A或2.408×10²⁴；
（2）環己烷的起始濃度為amol•L^-1，平衡時苯的濃度為bmol•L^-1，同一容器中各物質反應的物質的量濃度之比等于其計量數之比，所以根據方程式知，環己烷的平衡濃度為（a-b）mol/L，氫氣的濃度為3bmol/L，則平衡常數K=$\frac{c（C{\;}_{6}H{\;}_{6}）．c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}{c（C{\;}_{6}H{\;}_{12}）}$=$\frac{b×（3b）{\;}^{3}}{（a-b）}$=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$，
故答案為：$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$．

點評 本題考查了方程式的書寫、轉移電子數的計算以及化學平衡常數計算等，根據氧化還原反應原理和化學平衡常數表達式來分析解答，難度不大．