Question

8．新型能源氫能的關鍵技術是儲氫．如圖裝置可實現有機物的電化學儲氫（忽略其它有機物），儲氫裝置的電流效率η=生成目標產物消耗的電子數/轉移的電子總數×100%，則下列說法正確的是（　　）

• A． 該儲氫裝置的電流效率η=64.3%
• B． D電極室發生的所有的電極反應為：C₄H₆+6H⁺+6e^-═C₆H₁₂
• C． B電極為電源的負極
• D． H⁺由D電極室移向E電極室

Answer 1

分析 A、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生成環己烷，苯參加反應需要電子的物質的量與總轉移電子的物質的量之比就是電流效率η；
B、根據陰極上發生得電子的還原反應，陰極上發生的反應為生產目標產物，陰極上苯得電子和氫離子生成環己烷，據此來書寫電極反應式；
C、根據圖知，苯中的碳得電子生成環己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是分解、B是正極；
D、電解池中，電解質里的陽離子移向陰極，陰離子移向陽極．

解答 解：A、陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陽極上生成2.8mol氧氣，轉移電子的物質的量=2.8mol×4=11.2mol，生成1mol氧氣時生成2mol氫氣，則生成2.8mol氧氣時同時生成5.6mol氫氣，設參加反應的苯的物質的量是xmol，參加反應的氫氣的物質的量是3xmol，剩余苯的物質的量為10mol×24%-xmol，反應后苯的含量$\frac{10mol×24%-x}{10mol-3xmol+5.6mol}$×100%=10%，x=1.2，苯轉化為環己烷轉移電子的物質的量為1.2mol×6=7.2mol，則 $\frac{7.2mol}{11.2mol}$×100%=64.3%，故A正確；
B、該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發生的反應為生產目標產物，陰極上苯得電子和氫離子生成環己烷，電極反應式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，故B錯誤；
C、根據圖知，苯中的碳得電子生成環己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是分解、B是電源的正極，故C錯誤；
D、電解池中，電解質里的陽離子氫離子移向陰極，即由E電極室移向D電極室，故D錯誤．
故選A．

點評 本題考查了化學平衡、電解池原理等知識點，根據化學平衡常數表達式、電解原理等知識點來分析解答，難點是A，注意：10mol×（24%-10%）不是參加反應的苯的物質的量，為易錯點．