汽车尾气中的氮氧化物(NOx)对环境有危害,可利用化学方法实现氮的转化,从而降低氮氧化物排放。
(1)CO、HC(碳氢化合物)和NH3等均可在催化剂作用下,将NOx转化为N2。
①CO在氮的转化过程中体现了 还原还原性。
②NH3和NO反应的化学方程式为 4NH3+6NO═5N2+6H2O4NH3+6NO═5N2+6H2O。
(2)利用电解装置可以将尾气中的NO转化为尿素[CO(NH2)2,其中碳的化合价为+4价,属于非电解质],工作原理如图。
①阴极的电极反应式为 CO2+2NO+10H++10e-═CO(NH2)2+3H2OCO2+2NO+10H++10e-═CO(NH2)2+3H2O。
②反应一段时间后,阳极区的pH基本不变,结合化学用语解释原因为 阳极发生反应:H2-2e-═2H+,根据闭合回路中电量守恒,同时会有等量的H+通过质子交换膜从阳极区进入阴极区,因此,阳极区的pH基本不变阳极发生反应:H2-2e-═2H+,根据闭合回路中电量守恒,同时会有等量的H+通过质子交换膜从阳极区进入阴极区,因此,阳极区的pH基本不变。
③用NO-2代替NO进行电化学反应,研究表明阴极反应的历程如下:
Ⅰ.CO2(g)+2H++2e-═CO(pre)+H2O
Ⅱ.……
Ⅲ.CO(pre)+2NH2(pre)═CO(NH2)2
其中,CO(pre)表示CO前体,NH2(pre)表示NH2前体。用化学用语表示步骤Ⅱ的反应:2NO-2+12H++10e-═2NH2(pre)+4H2O。2NO-2+12H++10e-═2NH2(pre)+4H2O。。
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【考点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响;电解原理.
【答案】还原;4NH3+6NO═5N2+6H2O;CO2+2NO+10H++10e-═CO(NH2)2+3H2O;阳极发生反应:H2-2e-═2H+,根据闭合回路中电量守恒,同时会有等量的H+通过质子交换膜从阳极区进入阴极区,因此,阳极区的pH基本不变;2+12H++10e-═2NH2(pre)+4H2O。
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【解答】
【点评】
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发布:2024/11/15 8:0:2组卷:35引用:2难度:0.4
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