Question

4．一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）．

①导线中电子移动方向为A→D．（用A、D表示）
②生成目标产物的电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂．
③该储氢装置的电流效率η=64.3%．（η=$\frac{生成目标产物消耗的电子书}{转移的电子总数}$×100%，计算结果保留小数点后1位）

Answer 1

分析 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是分解、B是正极，电子从负极流向正极；
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；
③阳极上生成氧气，同时生成氢离子，阴极上苯得电子和氢离子反应生成环己烷，苯参加反应需要电子的物质的量与总转移电子的物质的量之比就是电流效率η．

解答 解：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是分解、B是正极，电子从负极流向阴极，所以电子从A流向D，故答案为：A→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，故答案为：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$\frac{10mol×24%-x}{10mol-3xmol+5.6mol}$×100%=10%，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 $\frac{7.2mol}{11.2mol}$×100%=64.3%，故答案为：64.3%．

点评 本题考查了电解池原理等知识点，根据电解原理等知识点来分析解答，注意：10mol×（24%-10%）不是参加反应的苯的物质的量，为易错点．