Question

8．人工光合作用能夠借助太陽能，用CO₂和H₂O制備CH₄的原理如圖所示．下列有關說法不正確的是（　　）

• A． 該裝置是原電池
• B． GaN催化劑表面發生氧化反應，溶液酸性增強
• C． 電子從GaN催化劑經導線轉移到Cu催化劑
• D． Cu催化劑表面的反應是CO₂+8H⁺+8e^-=CH₄+2H₂O

Answer 1

分析 根據裝置圖中物質變化，判斷催化劑GaN為負極電極反應：2H₂O-4 e^-═O₂+4H⁺，酸性增強；催化劑Cu為正極，電極反應：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，酸性減弱，總的電池反應為2H₂O+CO₂═CH₄+2O₂，該過程把太陽能轉化為化學能．

解答 根據裝置圖中電子的流向，判斷催化劑GaN為負極電極反應：2H₂O-4 e^-═O₂+4H⁺，酸性增強；催化劑Cu為正極，電極反應：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，酸性減弱，總的電池反應為2H₂O+CO₂═CH₄+2O₂，該過程把太陽能轉化為化學能；
A、過程中是光合作用，太陽能轉化為化學能，故A錯誤；
B、催化劑GaN附近酸性增強，催化劑Cu附近酸性減弱，故B正確；
C、等著從負極GaN催化劑經導線轉移到Cu催化劑，故C正確；
D、催化劑Cu表面的反應是通入二氧化碳，酸性條件下生成CH₄，電極反應為：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，故D正確；
故選A．

點評 本題考查了能量轉化關系的分析應用，原電池原理的分析判斷，題目難度中等．