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苯酚(C6H5OH)是一種廣泛使用的化工產(chǎn)品,但若在水體中存在超標(biāo)又會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的污染。
Ⅰ.現(xiàn)有一種在一定溫度下用某分子篩催化N2O廢氣氧化苯制備苯酚的新方法,方程式為:C6H6(g)+N2O(g)═C6H5OH(g)+N2(g)。
(1)已知:C6H6(g)=6C(s,石墨)+3H2(g)ΔHl=-82.9kJ?mol-1
2N2(g)+O2(g)═2N2O(g)ΔH2=+163.2kJ?mol-1
2C6H5OH(g)═12C(s,石墨)+6H2(g)+O2(g)ΔH3=+243kJ?mol-1
則C6H6(g)+N2O(g)═C6H5OH(g)+N2(g)ΔH=
-286kJ?mol-1
-286kJ?mol-1
。
(2)以固定N2O和苯酚比例、恒定流速、O2加入量為1%的條件下,考察單因素改變反應(yīng)溫度時(shí)對(duì)N2O轉(zhuǎn)化率和苯酚選擇性的影響如圖1和圖2所示。
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①由圖1可見,在723K進(jìn)行反應(yīng)時(shí),N2O的初始轉(zhuǎn)化率很高,隨著反應(yīng)時(shí)間的延續(xù),N2O轉(zhuǎn)化率迅速降低,究其原因可能是
反應(yīng)初期,溫度高,N2O反應(yīng)速率快,轉(zhuǎn)化率高;反應(yīng)后期,苯或苯酚受熱分解生成碳,覆蓋催化劑(或堵塞催化劑孔隙),使催化劑活性降低,轉(zhuǎn)化率降低。
反應(yīng)初期,溫度高,N2O反應(yīng)速率快,轉(zhuǎn)化率高;反應(yīng)后期,苯或苯酚受熱分解生成碳,覆蓋催化劑(或堵塞催化劑孔隙),使催化劑活性降低,轉(zhuǎn)化率降低。

②由圖2可見,在648K和673K反應(yīng)時(shí),苯酚的選擇性基本保持恒定,而在698K和723K時(shí),苯酚選擇性隨著反應(yīng)進(jìn)行迅速下降,高溫時(shí)苯酚選擇性下降的原因可能是:
溫度升高,微量的O2會(huì)氧化苯酚,造成選擇性降低
溫度升高,微量的O2會(huì)氧化苯酚,造成選擇性降低
。
Ⅱ.以苯酚為原料化合成某有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)理如圖3所示(圖中個(gè)別反應(yīng)物未列出,Ph為苯環(huán)):
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(3)過(guò)程中生成的物質(zhì)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
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。
Ⅲ.Fenton試劑氧化法是一種很好的除去廢水中苯酚的方法。Fenton試劑是由亞鐵鹽和過(guò)氧化氫組成,H2O2單獨(dú)處理有機(jī)廢水時(shí),由于本身的氧化性能較差,很難達(dá)到理想的處理效果;而當(dāng)Fe2+/H2O2聯(lián)合處理有機(jī)廢水時(shí),F(xiàn)e2++H2O2═Fe3++HO?+OH-反應(yīng)生成了氧化性能極強(qiáng)的HO?,使廢水中的苯酚得到降解。
(4)當(dāng)總質(zhì)量一定時(shí),F(xiàn)eSO4?7H2O與H2O2的質(zhì)量之比過(guò)小或過(guò)大,處理苯酚的效果均較差,請(qǐng)分析可能的原因:
FeSO4?7H2O質(zhì)量過(guò)小,反應(yīng)生成HO?濃度小;FeSO4?7H2O質(zhì)量過(guò)大,H2O2濃度小,生成HO?濃度小,且過(guò)量Fe2+會(huì)與HO?反應(yīng)
FeSO4?7H2O質(zhì)量過(guò)小,反應(yīng)生成HO?濃度??;FeSO4?7H2O質(zhì)量過(guò)大,H2O2濃度小,生成HO?濃度小,且過(guò)量Fe2+會(huì)與HO?反應(yīng)
。

【答案】-286kJ?mol-1;反應(yīng)初期,溫度高,N2O反應(yīng)速率快,轉(zhuǎn)化率高;反應(yīng)后期,苯或苯酚受熱分解生成碳,覆蓋催化劑(或堵塞催化劑孔隙),使催化劑活性降低,轉(zhuǎn)化率降低。;溫度升高,微量的O2會(huì)氧化苯酚,造成選擇性降低;菁優(yōu)網(wǎng);FeSO4?7H2O質(zhì)量過(guò)小,反應(yīng)生成HO?濃度??;FeSO4?7H2O質(zhì)量過(guò)大,H2O2濃度小,生成HO?濃度小,且過(guò)量Fe2+會(huì)與HO?反應(yīng)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:55引用:1難度:0.5
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    (1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關(guān)說(shuō)法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應(yīng)式為
     

    ②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
     
    個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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