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(14分)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)氢气是清洁能源

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2024-08-17 09:12:01
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(14分)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)氢气是清洁能源【专家解说】:(1)水或H 2 O (2)NaBH 4 +2H 2 O=NaBO

【专家解说】:(1)水或H 2 O (2)NaBH 4 +2H 2 O=NaBO 2 +4H 2 ↑;4N A 或2.408×10 24
(3)  mol 3 /L 3  (4)①A→D  ②C 6 H 6 +6H + +6e - =C 6 H 12  ③64.3%

试题分析:(1)氢气的燃烧产物是水。
(2)反应前后B元素的化合价不变,则反应前后B元素的化合价均是+3价,因此反应前NaBH 4 中氢元素的化合价是-1价。水中氢元素的化合价是+1价,因此反应中还有氢气生成,则反应的化学方程式为NaBH 4 +2H 2 O=NaBO 2 +4H 2 ↑。NaBH 4 中氢元素的化合价从-1价升高到0价,因此1molNaBH 4 在反应中失去4mol电子,其数目是4N A 或2.408×10 24 。
(3)平衡时苯的浓度是b mol/L,则根据反应的方程式可知消耗环戊烷的浓度是b mol/L,生成氢气的浓度是3 b mol/L,,平衡时环戊烷的浓度为(a-b)mol/L。由于化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则该温度下反应的平衡常数为 = mol 3 /L 3 。
(4)①苯生成环戊烷属于得氢反应,因此是还原反应,即电极D是阴极,电极E是阳极,因此导线中电子的流动方向是A→D。
②苯得到电子生成环戊烷是目标产物,由于存在质子交换膜,所以氢离子向阴极移动,则电极反应式为C 6 H 6 +6H + +6e - =C 6 H 12 。
③阳极生成2.8mol气体,该气体应该是阳极OH - 放电生成的氧气,则转移电子的物质的量=2.8mol×4=11.2mol。设阴极消耗苯的物质的量是xmol,则同时生成 xmol环戊烷,根据电极反应式C 6 H 6 +6H + +6e - =C 6 H 12 可知得到电子是6xmol,根据电子守恒可知,阴极生成氢气是 =5.6mol-3xmol,所以  =0.1,解得x=1.2,因此储氢装置的电流效率= ×100%=64.3%。
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