题目内容

人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是(  )
A、催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e-═HCOOH
B、催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生
C、催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强
D、该过程是将太阳能转化为化学能的过程
考点:电解原理,常见的能量转化形式
专题:电化学专题
分析:根据装置图中电子的流向,判断催化剂a为阳极电极反应:2H2O-4 e-═O2+4H+,酸性增强;催化剂b为阴极,电极反应:CO2+2H++2e-═HCOOH,酸性减弱,总的电池反应为2H2O+2CO2═2 HCOOH+O2,该过程把太阳能转化为化学能.
解答: 根据装置图中电子的流向,判断催化剂a为阳极电极反应:2H2O-4e-═O2+4H+,酸性增强;催化剂b为阴极,电极反应:CO2+2H++2e-═HCOOH,酸性减弱,总的电池反应为2H2O+2CO2═2 HCOOH+O2,该过程把太阳能转化为化学能;
A、催化剂b表面的反应是通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极反应为:CO2+2H++2e-═HCOOH,故A正确;
B、催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生,故B正确;
C、根据装置图中电子的流向,判断催化剂a为阳极电极反应:2H2O-4e-═O2+4H+,酸性增强;催化剂b为阴极,电极反应:CO2+2H++2e-═HCOOH,酸性减弱,故C错误;
D、过程中是光合作用,太阳能转化为化学能,故D正确;
故选C.
点评:本题考查了能量转化关系的分析应用,原电池原理的分析判断,题目难度中等.
练习册系列答案
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汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,其主要有害成分是CO、氮氧化物(NOx)等.

(1)NOx产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N2和O2反应,其能量变化值如图1所示,则:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=
 

(2)汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题.某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如图2.
①NO与CO混存时,相互反应的化学方程式为
 

②1000K,
n(NO)
n(CO)
=5:4时,NO的转化率为75%,则CO的转化率约为
 

③由于
n(NO)
n(CO)
在实际过程中是不断变化的,保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在
 
K之间.
(3)汽车尾气中NOx有望通过燃料电池实现转化.已经有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料电池,其原理如图3.
①图中石墨Ⅱ为电池的
 
极.
②在该电池使用过程中,石墨I电极上的产物是氧化物Y,其电极反应式为
 

(4)甲醇也可用于燃料电池.工业上采用反应CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0合成甲醇.
①在恒容密闭反应器中,H2的平衡转化率与温度、压强的关系如图4所示,则A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为
 

②某高温下,将6molCO2和8mol H2充入2L密闭容器中发生反应,达到平衡后测得c(CO2)=2.0mol?L-1,则该温度下反应的平衡常数值为
 

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