氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。（4）一定条件下，题11图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

Question

氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

（4）一定条件下，题11图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____________。

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＝_____（＝×100%，计算结果保留小数点后1位）

Answer 1

【答案】

 （4）①A→D  ②C₆H₆＋6H^＋＋6e^－＝C₆H₁₂  ③64.3%

【解析】

（4）①苯生成环戊烷属于得氢反应，因此是还原反应，即电极D是阴极，电极E是阳极，因此导线中电子的流动方向是A→D。

②苯得到电子生成环戊烷是目标产物，由于存在质子交换膜，所以氢离子向阴极移动，则电极反应式为C₆H₆＋6H^＋＋6e^－＝C₆H₁₂。

③阳极生成2.8mol气体，该气体应该是阳极OH^－放电生成的氧气，则转移电子的物质的量＝2.8mol×4＝11.2mol。设阴极消耗苯的物质的量是xmol，则同时生成 xmol环戊烷，根据电极反应式C₆H₆＋6H^＋＋6e^－＝C₆H₁₂可知得到电子是6xmol，根据电子守恒可知，阴极生成氢气是＝5.6mol－3xmol，所以＝0.1，解得x＝1.2，因此储氢装置的电流效率＝×100%＝64.3%。

【考点定位】本题主要是考查氧化还原方程式的配平和计算、平衡常数计算以及电化学原理的应用与计算，属于中等难度试题的考查，意在考查学生对信息的获取能力，侧重考查学生灵活应用基础知识解决实际问题的能力。

【名师点睛】此题的综合性比较强，考查到了化学反应的基本原理，包括氧化还原反应、化学反应与能量、电化学、化学反应速率与化学平衡等。在解题过程中要把一个复杂的问题简单化，分离出单一的问题运用单一的原理进行解答，降低试题的难度。