Question

【题目】阅读短文，回答问题。

合成氨工业结束了人类依靠天然氮肥的历史，解决了人类的粮食问题。近一百年来，工业上一直采用在高温、高压、催化剂的条件下将氮气和氢气转化为氨气，这样的条件每年需要消耗全世界1%~2%的能源供应，科学家一直致力于探索在温和条件下合成氨。中科大研究团队研制了“钌单原子催化剂”合成氨，应用该催化剂通过电化学反应在室温下即可合成氨。原理如图1所示。

阴极表面电极反应的微观过程如图2所示。

该项研究工作开辟了单原子催化剂在电化学合成氨反应中的新途径，使得温和条件下合成氨成为可能。

请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。

（1）合成氨工业对解决人类的粮食问题发挥了重要作用。___

（2）传统方法合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3。___

（3）传统合成氨的方法需消耗大量能源。___

（4）“钌单原子催化剂”合成氨体现了我国科学家在科研领域的创新。___

（5）图1中，水在阳极失去电子生成氧气。___

（6）图2中，步骤②所示反应的方程式为有N+H+NH。___

Answer 1

【答案】对 对 对 对 对 错

【解析】

由合成氨气的原理图可知，阴极氮气得电子，发生还原反应，生成氨气，其电极反应式为：N2+6e-+6H+=2NH3，阳极水失电子，发生氧化反应，生成氧气，其电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+。

（1）合成氨工业的巨大成功，改变了世界粮食生产的历史，解决了人类因人口增长所需要的粮食，奠定了多相催化科学和化学工程科学基础，（1）对；

（2）传统方法合成氨是氮气和氢气在高温高压、催化剂条件下生成氨气，其化学方程式为N2+3H22NH3，（2）对；

（3）传统合成氨是在高温高压、催化剂条件下进行，苛刻的条件，对设备要求更高，需消耗大量能源，（3）对；

（4）“钌单原子催化剂”合成氨是一种温和条件下合成氨的方法，不像传统合成氨，对设备要求高、能耗大，所以“钌单原子催化剂”合成氨体现了我国科学家在科研领域的创新，（4）对；

（5）根据合成氨气的原理图可知，阳极水失电子，发生氧化反应，生成氧气，其电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，（5）对；

（6）步骤②所示反应为：N+H+NH，（6）错误；