Question

11．氢能是重要的新能源．储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一．
（1）NaBH₄是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO₂，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑，反应消耗1molNaBH₄时转移的电子数目为4N_A或2.408×10²⁴．
（2）储氢还可借助有机物，如利用环乙烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：
某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为amol/L，平衡时苯的浓度为bmol/L，该反应的平衡常数K=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$．

Answer 1

分析 （1）NaBH₄与水反应生成NaBO₂，且反应前后B的化合价不变，H元素化合价由-1价、+1价变为0价，再结合转移电子守恒配平方程式，根据NaBH₄和转移电子之间的关系式计算；
（2）根据化学平衡常数K=$\frac{c（C{\;}_{6}H{\;}_{6}）．c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}{c（C{\;}_{6}H{\;}_{12}）}$计算；

解答 解：（1）NaBH₄与水反应生成NaBO₂，且反应前后B的化合价不变，NaBO₂中B元素化合价为+3价，所以NaBH₄中H元素的化合价为-1价，所以H元素化合价由-1价、+1价变为0价，再结合转移电子守恒配平方程式为NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑，反应消耗1mol NaBH₄时转移的物质的量=1mol×4×（1-0）=4mol，所以转移电子数为4N_A或2.408×10²⁴，故答案为：NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑；4N_A或2.408×10²⁴；
（2）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=$\frac{c（C{\;}_{6}H{\;}_{6}）．c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}{c（C{\;}_{6}H{\;}_{12}）}$=$\frac{b×（3b）{\;}^{3}}{（a-b）}$=$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$，
故答案为：$\frac{27b{\;}^{4}}{a-b}$．

点评 本题考查了方程式的书写、转移电子数的计算以及化学平衡常数计算等，根据氧化还原反应原理和化学平衡常数表达式来分析解答，难度不大．