Question

BCl₃是重要的化工原料，其沸点12℃。500℃时，向2L的密闭容器中按一定比例投入B₂O₃、C、Cl₂，模拟工业制取三氯化硼的反应如下：B₂O₃(s) + 3C(s) + 3Cl₂(g) 2BCl₃ (g) + 3CO(g)。

（1）反应起始至3min时固体质量减少了15.9克，则氯气的平均反应速率为_____________。

（2）反应至4min时达到平衡，则下列说法正确的是____________（填序号）。

A．3min时，CO的消耗速率大于氯气的消耗速率

B．2min至4min时BCl3的生成速率比0至2min时的快

C．反应起始至平衡，气体的密度不断增大

D．达到平衡后，容器内的压强不再变化

（3）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

①A、D之间导线中电子移动方向为_______________。(用A、D表示)

②生成目标产物的电极反应式为__________________。

③该储氢装置的电流效率η＝____________________。

(η＝×100%，计算结果保留小数点后1位)

Answer

（1）0.075mol/(L.min)（2）CD（3）①A→D ②C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12 ③64.3%

【解析】

试题分析：（1）反应起始至3min时固体质量减少了15.9克，根据方程式可知每消耗3mol氯气，固体质量减小106g，则反应中消耗氯气的物质的量是，因此氯气的平均反应速率为＝0.075mol/(L.min) 。

（2）A．化学平衡的建立是从左向右建立的，正反应速率较大，所以3min时，CO的消耗速率小于氯气的消耗速率，A错误；B．随着反应的进行，反应速率逐渐减慢，2min至4min时BCl3的生成速率比0至2min时的慢，B错误；C．反应起始至平衡，气体的密度ρ=m/V，气体质量是逐渐增大的，V不变，所以密度逐渐增大，C正确；D．该反应是一个前后气体系数和不相等的反应，容器内的压强不再变化，则证明达到了平衡，D正确，答案选CD。

（3）①根据图知，苯中的碳得电子生成环己烷，则D作阴极，E作阳极，所以A是负极、B是正极，电子从负极流向阴极，所以电子从A流向D；

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，电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12；

③阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阳极上生成2.8mol氧气，转移电子的物质的量=2.8mol×4=11.2mol，生成1mol氧气时生成2mol氢气，则生成2.8mol氧气时同时生成5.6mol氢气。设参加反应的苯的物质的量是xmol，参加反应的氢气的物质的量是3xmol，剩余苯的物质的量为10mol×24%－xmol，反应后苯的含量×100%=10%，解得x=1.2，苯转化为环己烷转移电子的物质的量为1.2mol×6=7.2mol，则 ×100%=64.3%。

【考点定位】本题主要是考查反应速率计算、平衡状态判断、电解池原理由于等知识点

【名师点晴】该题的难点是（3）关于电化学原理的判断与计算，其中10mol×（24%-10%）不是参加反应的苯的物质的量，为易错点，答题时注意分析。