Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

合成氨工業結束了人類依靠天然氮肥的歷史，解決了人類的糧食問題。近一百年來，工業上一直采用在高溫、高壓、催化劑的條件下將氮氣和氫氣轉化為氨氣，這樣的條件每年需要消耗全世界1%~2%的能源供應，科學家一直致力于探索在溫和條件下合成氨。中科大研究團隊研制了“釕單原子催化劑”合成氨，應用該催化劑通過電化學反應在室溫下即可合成氨。原理如圖1所示。

陰極表面電極反應的微觀過程如圖2所示。

該項研究工作開辟了單原子催化劑在電化學合成氨反應中的新途徑，使得溫和條件下合成氨成為可能。

請依據以上短文，判斷下列說法是否正確（填“對”或“錯”）。

（1）合成氨工業對解決人類的糧食問題發揮了重要作用。___

（2）傳統方法合成氨的化學方程式為N2+3H22NH3。___

（3）傳統合成氨的方法需消耗大量能源。___

（4）“釕單原子催化劑”合成氨體現了我國科學家在科研領域的創新。___

（5）圖1中，水在陽極失去電子生成氧氣。___

（6）圖2中，步驟②所示反應的方程式為有N+H+NH。___

Answer 1

【答案】對 對 對 對 對 錯

【解析】

由合成氨氣的原理圖可知，陰極氮氣得電子，發生還原反應，生成氨氣，其電極反應式為：N2+6e-+6H+=2NH3，陽極水失電子，發生氧化反應，生成氧氣，其電極反應式為：2H2O-4e-=O2↑+4H+。

（1）合成氨工業的巨大成功，改變了世界糧食生產的歷史，解決了人類因人口增長所需要的糧食，奠定了多相催化科學和化學工程科學基礎，（1）對；

（2）傳統方法合成氨是氮氣和氫氣在高溫高壓、催化劑條件下生成氨氣，其化學方程式為N2+3H22NH3，（2）對；

（3）傳統合成氨是在高溫高壓、催化劑條件下進行，苛刻的條件，對設備要求更高，需消耗大量能源，（3）對；

（4）“釕單原子催化劑”合成氨是一種溫和條件下合成氨的方法，不像傳統合成氨，對設備要求高、能耗大，所以“釕單原子催化劑”合成氨體現了我國科學家在科研領域的創新，（4）對；

（5）根據合成氨氣的原理圖可知，陽極水失電子，發生氧化反應，生成氧氣，其電極反應式為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，（5）對；

（6）步驟②所示反應為：N+H+NH，（6）錯誤；