Question

8．人工光合作用能够借助太阳能，用CO₂和H₂O制备CH₄的原理如图所示．下列有关说法不正确的是（　　）

• A． 该装置是原电池
• B． GaN催化剂表面发生氧化反应，溶液酸性增强
• C． 电子从GaN催化剂经导线转移到Cu催化剂
• D． Cu催化剂表面的反应是CO₂+8H⁺+8e^-=CH₄+2H₂O

Answer 1

分析 根据装置图中物质变化，判断催化剂GaN为负极电极反应：2H₂O-4 e^-═O₂+4H⁺，酸性增强；催化剂Cu为正极，电极反应：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，酸性减弱，总的电池反应为2H₂O+CO₂═CH₄+2O₂，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GaN为负极电极反应：2H₂O-4 e^-═O₂+4H⁺，酸性增强；催化剂Cu为正极，电极反应：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，酸性减弱，总的电池反应为2H₂O+CO₂═CH₄+2O₂，该过程把太阳能转化为化学能；
A、过程中是光合作用，太阳能转化为化学能，故A错误；
B、催化剂GaN附近酸性增强，催化剂Cu附近酸性减弱，故B正确；
C、等着从负极GaN催化剂经导线转移到Cu催化剂，故C正确；
D、催化剂Cu表面的反应是通入二氧化碳，酸性条件下生成CH₄，电极反应为：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，故D正确；
故选A．

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．