Question

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)。

①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＝生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数×100%，计算结果保留小数点后1位)

Answer 1

答案　①A→D　②C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12

③64.3%

解析　由图可知，苯转化为环己烷的过程是加氢过程，发生还原反应，故为阴极反应，所以A为电源的负极，B为电源的正极。

①电子从负极流向阴极，即A→D。

②该装置的目标是从苯到环己烷实现储氢，电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12。

③阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成2.8 mol氧气，失去11.2 mol电子。电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2 mol。阴极除生成环己烷外，还生成H2：2H＋＋2e－===H2↑，由题意可知，2n(H2)＋6n(C6H12)＝11.2 mol，[10 mol＋n(H2)]×10%＝10 mol×24%－n(C6H12)；解得n(H2)＝2 mol，n(C6H12)＝1.2 mol，故生成1.2 mol C6H12时转移电子1.2 mol×6＝7.2 mol，电流效率η＝×100%≈64.3%。