9．（2020·安徽高三）据报道，最近有科学家设计了一种在常压下运行的集成BaZrO3基质 子陶瓷膜反应器( PCMR) ，将PCMR与质子陶瓷燃料电池相结合进行电化学法合成氨的原 理如图所示，下列说法正确的是 答案：B A．阳极的电极反应式为CH4+2H2O+8e-=CO2 +8H+ 应该是CH4+2H2O− 8e－ = CO2 +8H+ B．阴极可能发生副反应2H+ +2e- =H2 ↑ C．质子(H+)通过交换膜由阴极区向阳极区移动 阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动
4．（2020·广东高三月考）电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题 组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是 A．在表面氢化机理中，第一步是H+的还原反应 答案：B B．在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N2与表面*H原子反应生成*N2H4中间体 C．电化学固氮法较传统工业合成氨法，具有能耗小、环境友好的优点 D．若竞争反应（析氢反应）的活化能显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于 固氮反应
7.（2020广东高三模拟）科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨，工作时阴极区的微
观示意如图，其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。 ①阴极区生成NH3的电极方程式为___N_2_+_6_e_-+_6_C__2_H_5_O_H__=_2_N_H__3_+_6_C_2_H_5_O__- ___。 ②下列说法正确的是____A__C_____（填标号）。 A．三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
C．第二步反应方程式为
6Li
+
N2
高温
======
2Li3N
D．该工艺的总反应为N2 + 3H2
2NH3
【解析】
根据流程图，该工艺的第一步反应为
4LiOH(熔融) 第二步反应为
6Li+N42 L高i+温2H2O2L+iO3N2↑，，
第三步反应为Li3N+ 3H2O= 3LiOH+ NH3，
因此总反应为在一定条件下：
D．理论上电路中通过3 mol电子时阴极最多产生22.4 L NH3 缺少标准状况，无法计算
阳极
阴极
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【简析】D．无标准状况下，无法计算，D错误。
6. （2020·浙江高二期末）以天然气为原料合成氨是现代合成氨工业发展的方向与趋势。 天然气与氮气为原料，以固态质子交换膜为电解质，在低温常压下通过电解原理制备氨气 如图所示，写出在阴极表面发生的电极反应式：___N_2_+_6_H_+_+_6_e_-_=__2_N_H__3_________。
【简析】D.该合成氨反应总分应方程式为：12H2O +2N2=4NH3 +3O2，不是化合反应。
2．（2020·山东高三期末）科学工作者研发了一种 SUNCAT的系统，借助锂循环可持续
合成氨，其原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）【答案】D
A．过程Ⅰ得到的Li3N 的电子式为
B．过程Ⅱ生成W的反应为 Li3N 3H2O 3LiOH NH3 C．反应Ⅲ中能量转化的方式是电能转变为化学能 D．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
【简析】D．反应II是Li3N和H2O反应生成LiOH和NH3，没有元素化合价变化，不是氧化 还原反应，D错误。
3. （2019·全国卷Ⅰ）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋ /MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是( 答案)：B
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋ C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3 D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 【简析】B项，阴(正)极区，在固氮酶催化作用下发生反应N2＋6H＋＋6MV＋===2NH3＋ 6MV2＋，错误，选B。
【变式训练】（2020天津高三模拟）目前科学家利用生物燃料电池原理(电池工作时 MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子)，研究室温下合成氨并取得初步成果，示意图如下：
①导线中电子移动方向是______a_→__b___________ ②固氮酶区域发生反应的离子方程式是__N__2+_6_H__+_+_6_M__V_+_=_2_N__H_3_+_6_M__V_2_+________。 ③相比传统工业合成氨，该方法的优点有_条__件__温__和__、__生__成__氨__的__同__时__释__放__电__能____。
【解析】B选项，根据图示，应该是生成N2H2中间体，B错误。（提醒：仔细看图！！）
5．（2020·山东高三）纳米Fe2O3在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置 如图所示。已知熔融NaOH-KOH为电解液,Fe2O3在阴极发生反应生成中间体Fe。下列说法 不正确的是 答案：D A．惰性电极II是电解池的阳极,发生氧化反应 B．生成氨气的反应:2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3 C．惰性电极I的电极反应:Fe2O3+3H2O+6e -=2Fe+ 6OHD．产生2.24LO2时,转移的电子数为0.4NA
2N2+6H2O
4NH3+3O2，D错误。
1．（2020·湖北襄阳五中高三）常温常压下电解法合成氨的原理如图所示。下列说法 中错误的是（ ） 答案：D A．M为外接电源的正极 B．右室电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3 C．理论上左、右室产生的气体同温同压下体积比为3︰4 D．该合成氨反应是化合反应、放热反应
（来源： 中国科学技术大学）
【典例探究】（2020广州一模）13.研究人员提出了一种基于Li元素的电化学过程来合 成氨，其工艺路线如图所示，下列说法错误的是 答案：D
A．第一步每生成1 mol氧气转移的电子数为4NA（NA为阿伏加德罗常数的值）
B．第一步实现了能量转化：可再生能源 → 电能 → 化学能
B．该装置用金(Au)作催化剂目的是降低N2的键能 C．选择性透过膜可允许N2和NH3通过，防止H2O进入装置
8．电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高，有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法 合成氨的两种原理及装置如图所示：
①图中，a电极上通入的X为___H_2___。 ②图中，d电极上的电极反应式为___N__2_+__3_H_2_O__+__6_e_- =__2_N__H_3_+__3_O_2_-_____。
目前，在工业上通过哈伯法合成氨需要高温高压（150-350 atm, 350550 oC）。这种苛刻的条件每年需要消耗全世界1-2%的能源供应。此外，传 统的哈伯法合成氨需要氢气作为原料之一，而传统制氢的过程会排放大量CO2。 因此，探索在温和条件下合成氨的催化反应显得尤为重要。氮气电化学还原 合成氨反应可在常温常压下进行，并且可以选择水作为氢的来源，从而引起 了科学工作者的广泛关注。然而，迄今为止，所报道的电催化剂在氮气电化 学还原反应中的产氨速率很低，难以满足工业需求。因此，研发能够高效电 化学还原氮气合成氨的电催化剂是一项非常有挑战性的任务……