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苯酚(C6H5OH)是一种广泛使用的化工产品,但若在水体中存在超标又会导致严重的污染。
Ⅰ.现有一种在一定温度下用某分子筛催化N2O废气氧化苯制备苯酚的新方法,方程式为: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
则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加入量为1%的条件下,考察单因素改变反应温度时对N2O转化率和苯酚选择性的影响如图1和图2所示。

①由图1可见,在723K进行反应时,N2O的初始转化率很高,随着反应时间的延续,N2O转化率迅速降低,究其原因可能是
反应初期,温度高,N2O反应速率快,转化率高;反应后期,苯或苯酚受热分解生成碳,覆盖催化剂(或堵塞催化剂孔隙),使催化剂活性降低,转化率降低。
反应初期,温度高,N2O反应速率快,转化率高;反应后期,苯或苯酚受热分解生成碳,覆盖催化剂(或堵塞催化剂孔隙),使催化剂活性降低,转化率降低。

②由图2可见,在648K和673K反应时,苯酚的选择性基本保持恒定,而在698K和723K时,苯酚选择性随着反应进行迅速下降,高温时苯酚选择性下降的原因可能是:
温度升高,微量的O2会氧化苯酚,造成选择性降低
温度升高,微量的O2会氧化苯酚,造成选择性降低

Ⅱ.以苯酚为原料化合成某有机物的反应机理如图3所示(图中个别反应物未列出,Ph为苯环):

(3)过程中生成的物质A的结构简式为

Ⅲ.Fenton试剂氧化法是一种很好的除去废水中苯酚的方法。Fenton试剂是由亚铁盐和过氧化氢组成,H2O2单独处理有机废水时,由于本身的氧化性能较差,很难达到理想的处理效果;而当Fe2+/H2O2联合处理有机废水时,Fe2++H2O2═Fe3++HO•+OH-反应生成了氧化性能极强的HO•,使废水中的苯酚得到降解。
(4)当总质量一定时,FeSO4⋅7H2O与H2O2的质量之比过小或过大,处理苯酚的效果均较差,请分析可能的原因:
FeSO4⋅7H2O质量过小,反应生成HO•浓度小;FeSO4⋅7H2O质量过大,H2O2浓度小,生成HO•浓度小,且过量Fe2+会与HO•反应
FeSO4⋅7H2O质量过小,反应生成HO•浓度小;FeSO4⋅7H2O质量过大,H2O2浓度小,生成HO•浓度小,且过量Fe2+会与HO•反应

【答案】-286kJ⋅mol-1;反应初期,温度高,N2O反应速率快,转化率高;反应后期,苯或苯酚受热分解生成碳,覆盖催化剂(或堵塞催化剂孔隙),使催化剂活性降低,转化率降低。;温度升高,微量的O2会氧化苯酚,造成选择性降低;;FeSO4⋅7H2O质量过小,反应生成HO•浓度小;FeSO4⋅7H2O质量过大,H2O2浓度小,生成HO•浓度小,且过量Fe2+会与HO•反应
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:56引用:1难度:0.5
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下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
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
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    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
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    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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