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+6H2O
4NH3+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+3H2O
CO2+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:2
+12H
++10e
-═2NH
2(pre)+4H
2O。
2
+12H
++10e
-═2NH
2(pre)+4H
2O。
。