Question

【题目】一种电催化合成氨的装置如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是

A. 图中涉及的能量转化方式共有3种

B. 两极产生的气体的物质的量之比是1:1

C. 电路中每通过1mol电子，有1mol H+迁移至a极

D. b极上发生的主要反应为N2+6H++6e-=2NH3

Answer 1

【答案】D

【解析】

该装置包含多种能量转化，主要是太阳能→电能，风能→机械能→电能，电能→化学能；电催化合成氨的过程是一个电解过程，生成氧气的a极是电解池的阳极，阳极上水被氧化生成氧气，电极反应式为2H2O —4e-=O2↑+4H+，生成氨气的b极是阴极，阴极上氮气被还原生成氨气，电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3。

A项、能量转化有：太阳能→电能，风能→机械能→电能，电能→化学能，另外还可能有其他能量转化为热能等，故A错误；

B项、生成氧气的a极是电解池的阳极，电极反应式为2H2O —4e-=O2↑+4H+，生成氨气的b极是阴极，电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3，由得失电子数目守恒可知，两极生成氧气和氨气的理论物质的量之比是3:4，故B错误；

C项、电解时，阳离子向阴极移动，H+应向阴极b极迁移，故C错误；

D项、电解时，生成氨气的b极是阴极，阴极上氮气放电生成氨气，电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3，故D正确。

故选D。