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科目: 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

13.今年,霧霾陰影籠罩全國.二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成成分,綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究內(nèi)容.
(1)汽車尾氣中的 NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑的條件下可凈化.發(fā)生的反應(yīng)如下:2NO(g)+2CO(g)═2CO2 (g)+N2(g)
①已知:N2(g)+O2 (g)═2NO(g)△H=+180.0kJ/mol.部分化學(xué)鍵的鍵能如下(鍵能指氣態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最小能量)
 化學(xué)鍵 O═O C≡O(shè) C═O
 鍵能(kJ/mol) 497 1072 803
則反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)═2CO2 (g)+N2 (g)△H=-751.0 kJ/mol
②若上述反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,并在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài),則下列示意圖1不符合題意的是C(填選項(xiàng)序號).(圖中ω、M、v 分別表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)、混合氣體平均相對分子質(zhì)量、正反應(yīng)速率)

(2)尾氣中的SO2可先催化氧化生成SO3,再合成硫酸.已知:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=-196.0kJ/mol.
①在一定溫度的密閉容器中,SO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示:
則A點(diǎn)的v(SO2 )小于(填大于、小于或等于)B點(diǎn)的 v(SO2).
②在某溫度時(shí),向10L的密閉容器中加入4.0molSO2和10.0molO2,反應(yīng)達(dá)到平衡,改變下列條件,再次達(dá)到平衡時(shí),能使O2的新平衡濃度和原來平衡濃度相同的是BC(填選項(xiàng)序號).
A.在其他條件不變時(shí),減小容器的容積
B.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,再充入2.0mol SO2和5.0mol O2
C.保持溫度和容器體積不變,再充入SO2和SO3,使之濃度擴(kuò)大為原來的兩倍
(3)利用電化學(xué)原理,將NO2、O2和熔融KNO3 制成燃料電池,其原理如圖3所示.
該電池在工作過程中NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y,Y是一種氧化物,可循環(huán)使用.石墨Ⅱ是電池的正極,石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為NO2+NO3--e-=N2O5.相同條件下,消耗的O2和NO2的體積比為1:4.
(4)尾氣中氮氧化物(NO和NO2)也可用尿素[CO(NH22]溶液除去,反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體.1mol 尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物(假設(shè) NO、NO2體積比為 1:1)的質(zhì)量為76g.

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科目: 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途.回答下列問題:
(1)海帶中富含碘,請簡述檢驗(yàn)碘的實(shí)驗(yàn)方案取海帶灼燒成灰,加水浸取后過濾,向?yàn)V液中加入硫酸與雙氧水,再加淀粉試液變藍(lán),說明含有碘;
(2)已知反應(yīng)2HI(g)═H2(g)+I2(g)的△H=+11kJ•mol-1,1molH2(g)、1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436KJ、299KJ的能量,則1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為151kJ;
(3)Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)═H2(g)+I2(g)
在716K時(shí),氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如表:
t/min020406080120
X(HI)10.910.850.8150.7950.784
X(HI)00.600.730.7730.7800.784
①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為:$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$;(不用求出結(jié)果)
②其他條件不變,向平衡后體系中再加入少量HI,則平衡向正(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動,達(dá)到平衡后x(HI)不變(填“增大”、“減小”或“不變”).
③上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v=kx2(HI),逆反應(yīng)速率為v=kx(H2)x(I2),其中k、k為速率常數(shù),則k為$\frac{{K}_{正}}{K}$(以K和K表示);若k=0.0027min-1,在t=40min時(shí),v=1.95×10-3min-1min-1
④由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v~x(HI)和v~x(H2)的關(guān)系可用如圖表示.當(dāng)升高到某一溫度時(shí),反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點(diǎn)分別為A、E(填字母).

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11.亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)合成中的重要試劑,可由NO于Cl2在通常條件下反應(yīng)得到,化學(xué)方程式為2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g).
(1)①2NO2(g)+NaCl(s)?NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g) K3
則K1、K2、K3之間的關(guān)系為$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$.
(2)已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表(亞硝酰氯的結(jié)構(gòu)為Cl-N=O);
化學(xué)鍵N=OCl-ClCl-NN-O
鍵能/(kJ•mol-1630243a607
則2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)反應(yīng)的△H和a的關(guān)系為△H=289-2akJ•mol-1
(3)300℃時(shí),2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)的正反應(yīng)速率表達(dá)式為v=k•cn(ClNO),測得速率和濃度的關(guān)系如下表:
序號c(ClNO)/mol•L-1v/mol•L-1•s-1
0.303.6×10-8
0.601.44×10-8
0.903.24×10-8
n=2;k=4.0×10-7mol-1•L•s-1(注明單位).
(4)在1L的恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g),在不同溫度下測得c(ClNO)與時(shí)間的關(guān)系
如圖A:
①該反應(yīng)的△H<0(填“>”“<”或“=”).
②反應(yīng)開始到10min時(shí)NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=0.1mol•L-1•min-1
③T2時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.
(5)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡時(shí)ClNO的體積分?jǐn)?shù)隨$\frac{n(NO)}{n(C{l}_{2})}$的變化圖象如圖B,則A、B、C三狀態(tài)中,NO的轉(zhuǎn)化率最大的是A點(diǎn),當(dāng)$\frac{n(NO)}{n(C{l}_{2})}$=1.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)ClNO的體積分?jǐn)?shù)可能是D、E、F三點(diǎn)中的D點(diǎn).

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10.二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料,未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用.
(1)工業(yè)上利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=a kJ•mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=b kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=c kJ•mol-1
現(xiàn)在采用新工藝的總反應(yīng)為3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),該反應(yīng)的△H=(2a+b+c)kJ•mol-1,平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})c(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO){c}^{3}({H}_{2})}$.
(2)增大壓強(qiáng),CH3OCH3的產(chǎn)率增大(填“增大”“減小”或“不變”).
(3)原工藝中反應(yīng)①和反應(yīng)②分別在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行,無反應(yīng)③發(fā)生.新工藝中反應(yīng)③的發(fā)生提高了CH3OCH3的產(chǎn)率,原因是反應(yīng)③消耗了反應(yīng)②中的產(chǎn)物H2O,使反應(yīng)②的化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,從而提高CH3OCH3的產(chǎn)率.
(4)為了尋找合適的反應(yīng)溫度,研究者進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)保持原料氣的組成、壓強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間等因素不變,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖.CO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的規(guī)律是溫度低于240℃時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而增大;溫度高于240℃時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而減小,其原因是在較低溫時(shí),各反應(yīng)體系均未達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)速率影響,隨著溫度的升高反應(yīng)速率增大,CO的轉(zhuǎn)化率也增大;在較高溫時(shí),各反應(yīng)體系均已達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)限度影響,隨著溫度的升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小.
 
(5)已知反應(yīng)②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400,此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應(yīng)到某時(shí)刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O
濃度/mol•L-10.640.500.50
①比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大。簐(正)>(填“>”“<”或“=”)v(逆).
②若開始只加入CH3OH,經(jīng)10min后反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時(shí)CH3OH的轉(zhuǎn)化率α(CH3OH)=97.5%.

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9.“霾”是當(dāng)今世界環(huán)境熱點(diǎn)話題.某地空氣質(zhì)量惡化原因之一是機(jī)動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣.NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生如下反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化劑}{?}$2CO2(g)+N2(g)△H=-akJ•mol-1(a>0)
(1)在一定溫度下,將2.0mol NO、2.4mol CO氣體通入固定容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示:
①0~15min N2的平均速率v(N2)=0.013mol/(L•min);NO的轉(zhuǎn)化率為40%.
②20min時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致CO濃度減小,則改變的條件可能是cd(選填序號).
a.縮小容器體積
b.增加CO的量
c.降低溫度
d.?dāng)U大容器體積
③若保持反應(yīng)體系的溫度不變,20min時(shí)再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化學(xué)平衡將向左移動(選填“向左”“向右”或“不”),重新達(dá)到平衡后,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為$\frac{5}{36}$.
(2)已知:2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=-bkJ•mol-1(b>0)
CO的燃燒熱△H=-ckJ•mol-1(c>0)
則在消除汽車尾氣中NO2的污染時(shí),NO2與CO發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)△H=(-a+b-2c) kJ•mol-1

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8.將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO2(g)+6H2(g)$\stackrel{催化劑}{?}$CH3OCH3(g)+3H2O(l)
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})}{{c}^{2}(C{O}_{2}){c}^{6}({H}_{2})}$;
(2)已知在某壓強(qiáng)下,該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí),達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:
①該反應(yīng)的△H<0;(填“>”或“<”).
②若溫度不變,減小反應(yīng)投料比$\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$,K值將不變(填“增大”、“減小”或“不變”);
③700K投料比$\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$=2時(shí),達(dá)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率a=45%;
(3)某溫度下,向體積一定的密閉容器中通入CO2(g)與H2(g)發(fā)生上述反應(yīng),下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是ABC;
A.二氧化碳的濃度       B.容器中的壓強(qiáng)
C.氣體的密度           D.CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比
(4)某溫度下,在體積可變的密閉容器中,改變起始時(shí)加入各物質(zhì)的量,在不同的壓強(qiáng)下,平衡時(shí)CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量如表所示:
P1P2P3
I.2.0molCO2       6.0molH20.10mol0.04mol0.02mol
Ⅱ.1.0mol CO2      3.0molH2X1Y1Z1
Ⅲ.1.0molCH3OCH3   3.0molH2OX2Y3Z2
①P1>P2(填“>”“<”或“=”)
②X1=0.05mol
③P2下Ⅲ中CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率為96%.

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7.“霧霾”是當(dāng)今世界環(huán)境熱點(diǎn)話題.目前寧夏境內(nèi)空氣質(zhì)量惡化原因之一是機(jī)動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣.NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化劑}{?}$ 2CO2(g)+N2(g)△H=-a kJ•mol-1(a>0)
(1)在一定溫度下,將2.0mol NO、2.4mol CO氣體通入到固定容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖1所示:

①0~15min N2的平均速率v(N2)=0.013mol/(L•min);NO的轉(zhuǎn)化率為40%.
②20min時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致CO濃度減小,
則改變的條件可能是cd(選填序號).
a.縮小容器體積            b.增加CO的量
c.降低溫度                d.?dāng)U大容器體積
③若保持反應(yīng)體系的溫度不變,20min時(shí)再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化學(xué)平衡將向左移動(選填“向左”、“向右”或“不”),重新達(dá)到平衡后,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為$\frac{5}{36}$L/mol.
(2)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-b kJ•mol-1(b>0)CO的燃燒熱△H=-c kJ•mol-1(c>0)則在消除汽車尾氣中NO2的污染時(shí),NO2與CO發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=(-a+b-2c)kJ•mol-1
(3)工業(yè)廢氣中含有的NO2還可用電解法消除.制備方法之一是先將NO2轉(zhuǎn)化為N2O4,然后采用電解法制備 N2O5,裝置如圖2所示. Pt乙為陰極,電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式是N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+

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6.尿素是蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)物,也是重要的化學(xué)肥料.工業(yè)合成尿素反應(yīng)如下:
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(g)
(1)在一個(gè)真空恒容密閉容器中充入CO2和NH3發(fā)生上述反應(yīng)合成尿素,恒定溫度下混合氣體中的氨氣含量如圖所示.
A點(diǎn)的正反應(yīng)速率v(CO2)>B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v(CO2)  (填“>”、“<”或“=”);
氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率為75%.
(2)氨基甲酸銨是合成尿素的一種中間產(chǎn)物.將體積比為2:1的NH3和CO2混合氣體充入一個(gè)容積不變的真空密閉容器中,在恒定溫度下使其發(fā)生下列反應(yīng)并達(dá)到平衡:2NH3(g)+CO2(g)═NH2COONH4(s)
將實(shí)驗(yàn)測得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
溫度(℃)15.020.025.030.035.0
平衡氣體總濃度 (10-3mol/L)2.43.44.86.89.4
①關(guān)于上述反應(yīng)的焓變、熵變說法正確的是A.
A.△H<0,△S<0B.△H>0,△S<0    C.△H>0,△S>0D.△H<0,△S>0
 ②關(guān)于上述反應(yīng)的平衡狀態(tài)下列說法正確的是C
A.分離出少量的氨基甲酸銨,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大
B.平衡時(shí)降低體系溫度,CO2的體積分?jǐn)?shù)下降
C.NH3的轉(zhuǎn)化率始終等于CO2的轉(zhuǎn)化率
D.加入有效的催化劑能夠提高氨基甲酸銨的產(chǎn)率
(3)化學(xué)家正在研究尿素動力燃料電池,尿液也能發(fā)電!用這種電池直接去除城市廢水中的尿素,既能產(chǎn)生凈化的水又能發(fā)電.尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示,寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式:CO(NH22+H2O-6e-=CO2+N2+6H+

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5.為減輕大氣污染,可在汽車尾氣排放處加裝催化轉(zhuǎn)化裝置,反應(yīng)方程式為:2NO(g)+2CO(g)$?_{△}^{催化劑}$2CO2(g)+N2(g).
(1)上述反應(yīng)使用等質(zhì)量的某種催化劑時(shí),溫度和催化劑的比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響對比實(shí)驗(yàn)如下表,c(NO)濃度隨時(shí)間(t)變化曲線如圖:
編號T(℃)NO初始濃度(mol/L)CO初始濃度(mol/L)催化劑的比表面積(m2/g)
2801.20×10-35.80×10-382
280a5.80×10-3124
3501.20×10-35.80×10-3b
①表中a=1.20×10-3
②實(shí)驗(yàn)說明,該反應(yīng)是放熱反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
③若在500℃時(shí),投料$\frac{{c({NO})}}{{c({CO})}}=1$,NO的轉(zhuǎn)化率為80%,則此溫度時(shí)的平衡常數(shù)K=第一種情況:設(shè)c(NO)=1mol•L-1,則K=160,
第二種情況:設(shè)c(NO)=amol•L-1,K=$\frac{160}{a}$,
第三種情況:設(shè)n(NO)=amol,容器的容積為V L,則K=$\frac{160V}{a}$.
(2)使用電化學(xué)法也可處理NO的污染,裝置如圖2.已知電解池陰極室中溶液的pH在4~7之間,寫出陰極的電極反應(yīng)式:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O.吸收池中除去NO的離子方程式為:2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-

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4.氫氣是一種理想的“綠色能源”,對廢氣進(jìn)行脫碳處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用;利用氫能需要選擇合適的儲氫材料.目前正在研究和使用的儲氫材料有鎂系合金、稀土系合金等.
Ⅰ.脫碳:向2L密閉容器中加入2mol CO2、6mol H2,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟拢l(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)
①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫(填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”)
②下列敘述不能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是abc.
a、混合氣體的平均式量保持不變
b、CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
c、CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等
d、混合氣體的密度保持不變
e、1mol CO2參加反應(yīng)的同時(shí)有3mol H-H鍵生成
③CO2的濃度隨時(shí)間(0~t2)變化如下圖所示,在t2時(shí)將容器容積縮小一倍,t3時(shí)達(dá)到平衡,t4時(shí)降低溫度,t5時(shí)達(dá)到平衡,請畫出t2~t6CO2的濃度隨時(shí)間的變化.

Ⅱ.(1)已知:
Mg(s)+H2(g)═MgH2(s)△H═-74.5kJ•mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)═Mg2NiH4(s)△H═-64.4kJ•mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)═2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H═+84.6 kJ•mol-1
(2)儲氫材料Mg(AlH42在110~200℃的反應(yīng)為:Mg(AlH42═MgH2+2Al+3H2↑.
反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3mol電子時(shí),產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為33.6L.
(3)鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物:LaNi5(s)+3H2(g)?LaNi5H6(s)△H<0,欲使LaNi5H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動原理,可改變的條件是bc(填字母編號).
a.增加LaNi5H6(s)的量
b.升高溫度
c.減小壓強(qiáng)
d.使用催化劑
(4)儲氫還可借助有機(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:

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b mol•L-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{27^{4}}{a-b}$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)儲氫(忽略其它有機(jī)物).

A是電源的負(fù)極(填“正”或“負(fù)”);電解過程中產(chǎn)生的氣體F為O2(填化學(xué)式):電極D上發(fā)生的電極反應(yīng)為C6H6+6H++6e-═C6H12

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