秋冬季是雾霾高发季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的主要原因之一。
(1)工业上利用甲烷催化还原NO
X可减少氮氧化物的排放。已知:
CH
4(g)+4NO
2(g)

4NO(g)+CO
2(g)+2H
2O(g) △H=-574kJ/mol
CH
4(g)+4NO(g)

2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g) △H=-1160kJ/mol
甲烷直接将NO
2还原为N
2的热化学方程式为_______________________________。
(2)汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段,主要原理为2NO(g)+2CO(g)

N
2(g)+2CO
2(g) △H<O。向一定条件下的恒容密闭容器中充入NO和CO,用传感器测得该反应在不同时刻NO和CO的浓度如下表所示:
时间/s
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
|
c(NO)/mol·L-1
| 9.00×10-3
| 4.00×10-3
| 2.00×10-3
| 1.00×10-3
| 1.00×10-3
|
c(CO)/mol·L-1
| 9.00×10-3
| 4.00×10-3
| 2.00×10-3
| 1.00×10-3
| 1.00×10-3
|
①下列可判断反应达到平衡状态的是___________(填字母代号)。
A.c(NO)不再改变 | B.c(NO)/c(CO)不再改变 |
C.c(NO)/c(CO2)不再改变 | D.V(CO)=V(CO2) |
②此条件下达到平衡时,计算该反应的平衡常数K=________。
③为了提高尾气处理的效果,可采取的措施有_____________________(写出两种即可)。
(3)工业上常采用“碱溶液吸收”的方法来同时吸收SO
2和氮的氧化物气体(NOx),请写出氢氧化钠溶液吸收NO和NO
2(两者体积比1:1)的离子方程式 ___________________。
(4)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见有+3、+4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce
4+的溶液吸收,生成NO
2-、NO
3-(两者物质的量之比为1:1)。可采用电解法将上述吸收液中的NO
2-转化为无毒物质,同时再生Ce
4+,其原理如下图所示。
①Ce
4+从电解槽的_____(填字母代号)口流出。
②写出阴极的电极反应式:______________。