Question

16．氢气是一种理想的“绿色能源”，利用氢能需选择合适的储氢材料．目前正在研究和使用的储氢材料有镁系合金、稀土系合金等．
（1）铡镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi₃（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆（s）释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是bc（选填字母编号）．
a．增加LaNi₅H₆的量  b．升高温度  c．减小压强  d．使用催化剂
（2）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：
（g）$?_{高温}^{FeSO_{4}/Al_{2}O_{3}}$（g）+3H₂（g）
①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为amol•L^-1，平衡时苯的浓度为bmol•L^-1，该反应的平衡常数K=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$mol³•L^-3（用含a，b的代数式表示）．
②一定条件下，如图装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）．
A是电源的负极（填“正”或“负”）；电极D上发生的电极反应为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂．

Answer 1

分析 （1）根据LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆ （s）释放出气态氢，则平衡向逆向移动，据此分析；
（2）①依据平衡常数表达式解答；
②该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷．

解答 解：（1）欲使LaNi₅H₆ （s）释放出气态氢，则平衡向逆向移动，由LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0为气体减小的放热反应，所以可以升高温度或降低压强，平衡向逆向移动；
故答案为：bc；
（4）①环己烷的起始浓度为amol•L^-1，平衡时苯的浓度为bmol•L^-1，同一容器中各物质反应的物质的量浓度之比等于其计量数之比，所以根据方程式知，环己烷的平衡浓度为（a-b）mol/L，氢气的浓度为3bmol/L，则平衡常数K=$\frac{C（C{\;}_{6}H{\;}_{6}）C{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}{C（C{\;}_{6}H{\;}_{12}）}$=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$mol³•L^-3；
故答案为：$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$mol³•L^-3；
该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，电解池阴极与电源负极相连，得出电解过程中产生的气体F为O₂，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，
故答案为：负；C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂．

点评 本题考查了化学平衡及其电解池原理等知识点，题目难度较大，注意对相关知识的理解．