Question

氫能是最重要的新能源．儲氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)，是當(dāng)前關(guān)注的熱點之一．
儲氫可借助有機物，如利用環(huán)已烷（分子式：C₆H₁₂）和苯（分子式：C₆H₆）之間的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)脫氫和加氫
一定條件下，下圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫．
（1）導(dǎo)線中電子轉(zhuǎn)移方向為

 

．（用A、D表示）
（2）生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)為

 

．
（3）該儲氫裝置的電流效率η=

 

．（η=生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100%，計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位．）

Answer 1

考點：電解原理

專題：

分析：（1）根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是負極、B是正極，電子從負極流向陰極；
（2）該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷；
（3）陽極上生成氧氣，同時生成氫離子，陰極上苯得電子和氫離子反應(yīng)生成環(huán)己烷，苯參加反應(yīng)需要電子的物質(zhì)的量與總轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比就是電流效率η．

解答： 解：（1）根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是負極、B是正極，電子從負極流向陰極，所以電子從A流向D，故答案為：A→D；
（2）該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，故答案為：C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂；
（3）陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陽極上生成2.8mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.8mol×4=11.2mol，
生成1mol氧氣同時生成2mol氫氣，則生成2.8mol氧氣時同時生成5.6mol氫氣，
設(shè)參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量是xmol，參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量是3xmol，剩余苯的物質(zhì)的量為2.4mol-xmol，反應(yīng)后苯的含量=

2.4mol-xmol

2.4mol-3xmol+5.6mol

=25%，
x=1.6，苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.6mol×6=9.6mol，則

9.6mol

11.2mol

×100%=85.7%，
故答案為：85.7%．

點評：本題考查了電解池原理，根據(jù)電解原理等知識點來分析解答，難點是（3），為易錯點，難度一般．