Question

【題目】一種電催化合成氨的裝置如圖所示。該裝置工作時，下列說法正確的是

A. 圖中涉及的能量轉化方式共有3種

B. 兩極產生的氣體的物質的量之比是1:1

C. 電路中每通過1mol電子，有1mol H+遷移至a極

D. b極上發生的主要反應為N2+6H++6e-=2NH3

Answer 1

【答案】D

【解析】

該裝置包含多種能量轉化，主要是太陽能→電能，風能→機械能→電能，電能→化學能；電催化合成氨的過程是一個電解過程，生成氧氣的a極是電解池的陽極，陽極上水被氧化生成氧氣，電極反應式為2H2O —4e-=O2↑+4H+，生成氨氣的b極是陰極，陰極上氮氣被還原生成氨氣，電極反應式為N2+6H++6e-=2NH3。

A項、能量轉化有：太陽能→電能，風能→機械能→電能，電能→化學能，另外還可能有其他能量轉化為熱能等，故A錯誤；

B項、生成氧氣的a極是電解池的陽極，電極反應式為2H2O —4e-=O2↑+4H+，生成氨氣的b極是陰極，電極反應式為N2+6H++6e-=2NH3，由得失電子數目守恒可知，兩極生成氧氣和氨氣的理論物質的量之比是3:4，故B錯誤；

C項、電解時，陽離子向陰極移動，H+應向陰極b極遷移，故C錯誤；

D項、電解時，生成氨氣的b極是陰極，陰極上氮氣放電生成氨氣，電極反應式為N2+6H++6e-=2NH3，故D正確。

故選D。