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          苯酚(C6H5OH)是一種廣泛使用的化工產品,但若在水體中存在超標又會導致嚴重的污染。
          Ⅰ.現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溫度時對N2O轉化率和苯酚選擇性的影響如圖1和圖2所示。

          ①由圖1可見,在723K進行反應時,N2O的初始轉化率很高,隨著反應時間的延續,N2O轉化率迅速降低,究其原因可能是
          反應初期,溫度高,N2O反應速率快,轉化率高;反應后期,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,轉化率降低。
          反應初期,溫度高,N2O反應速率快,轉化率高;反應后期,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,轉化率降低。

          ②由圖2可見,在648K和673K反應時,苯酚的選擇性基本保持恒定,而在698K和723K時,苯酚選擇性隨著反應進行迅速下降,高溫時苯酚選擇性下降的原因可能是:
          溫度升高,微量的O2會氧化苯酚,造成選擇性降低
          溫度升高,微量的O2會氧化苯酚,造成選擇性降低

          Ⅱ.以苯酚為原料化合成某有機物的反應機理如圖3所示(圖中個別反應物未列出,Ph為苯環):

          (3)過程中生成的物質A的結構簡式為

          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氧化氫組成,H2O2單獨處理有機廢水時,由于本身的氧化性能較差,很難達到理想的處理效果;而當Fe2+/H2O2聯合處理有機廢水時,Fe2++H2O2═Fe3++HO?+OH-反應生成了氧化性能極強的HO?,使廢水中的苯酚得到降解。
          (4)當總質量一定時,FeSO4?7H2O與H2O2的質量之比過小或過大,處理苯酚的效果均較差,請分析可能的原因:
          FeSO4?7H2O質量過小,反應生成HO?濃度小;FeSO4?7H2O質量過大,H2O2濃度小,生成HO?濃度小,且過量Fe2+會與HO?反應
          FeSO4?7H2O質量過小,反應生成HO?濃度小;FeSO4?7H2O質量過大,H2O2濃度小,生成HO?濃度小,且過量Fe2+會與HO?反應

          【答案】-286kJ?mol-1;反應初期,溫度高,N2O反應速率快,轉化率高;反應后期,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,轉化率降低。;溫度升高,微量的O2會氧化苯酚,造成選擇性降低;;FeSO4?7H2O質量過小,反應生成HO?濃度小;FeSO4?7H2O質量過大,H2O2濃度小,生成HO?濃度小,且過量Fe2+會與HO?反應
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:56引用:1難度:0.5
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            發布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7
          • 2.催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發生以下兩個平衡反應。下列有關說法不正確的是(  )
            ①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
            ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1

            發布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5
          • 3.現代工業將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發和應用的廣闊前景,工業上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).

            (1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.
            ①T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1
            K2(填“>”、“<”或“=”).
            ②以下有關說法正確的是
             

            a.恒溫、恒容條件下,容器內的壓強不發生變化則可逆反應達到平衡
            b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
            c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產率
            d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為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,中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.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式為
             

            ②工作一段時間后,當6.4g甲醇完全反應生成CO2時,有
             
            個電子發生轉移.
            (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發現溶液逐漸變渾濁,原因是
             
             
            (用相關的電極反應式和離子方程式表示)

            發布:2024/12/30 14:0:1組卷:26引用:3難度:0.5
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