Question

【題目】制氫和儲(chǔ)氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)，是當(dāng)前科學(xué)家主要關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。一定條件下，如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫(除目標(biāo)產(chǎn)物外，近似認(rèn)為無(wú)其他有機(jī)物生成)。電流效率=(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%，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）

A.電子移動(dòng)方向?yàn)椋?/span>a→d；e→b

B.d電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-=C6H12

C.該儲(chǔ)氫裝置的電流效率明顯小于100%，其原因可能是除目標(biāo)產(chǎn)物外，還有H2生成

D.由圖中數(shù)據(jù)可知，此裝置的電流效率約為32.1%

Answer 1

【答案】D

【解析】

由圖可知，該裝置為電解池，苯在電極d轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷，該過(guò)程是加氫過(guò)程，屬于還原反應(yīng)，則電極d為電解池的陰極，電極e為電解池的陽(yáng)極，所以a為電源的負(fù)極，b為電源的正極，據(jù)此分析解答。

A．根據(jù)分析，d為電解池的陰極，電極e為電解池的陽(yáng)極，所以a為電源的負(fù)極，b為電源的正極，電源內(nèi)部電子移動(dòng)方向?yàn)椋?/span>a→d；電解池中電子的移動(dòng)方向?yàn)?/span>e→b，故A正確；

B．d為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，d電極上苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷，屬于得到氫的過(guò)程，發(fā)生還原反應(yīng)，由于存在質(zhì)子交換膜，所以氫離子向陰極移動(dòng)，則d電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-=C6H12，故B正確；

C．陰極除了目標(biāo)產(chǎn)物外，還可能發(fā)生氫離子得電子生成氫氣的電極反應(yīng)，則這種氣體為氫氣，故C正確；

D．陽(yáng)極生成2.8mol的氣體，該氣體應(yīng)該為陽(yáng)極上OH-放電生成的氧氣，生成一個(gè)氧分子失去4個(gè)電子，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2.8mol×4=11.2mol，電解過(guò)程中通過(guò)陰、陽(yáng)極的電子數(shù)目相等，即陰極得到電子也為11.2mol；陰極電極反應(yīng)為： C6H6+6H++6e-=C6H12，參與反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量為10mol×24%-12mol×10%=1.2mol，則生成環(huán)己烷消耗的電子數(shù)為7.2mol，則陰極還發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，生成氫氣消耗的電子數(shù)為11.2mol-7.2mol=4mol，則此裝置的電流效率為×100%≈64.3%，故D錯(cuò)誤；

答案選D。