题目
苯酚(C6H5OH)是一种广泛使用、易氧化的化工产品。一种在650K下用N2O废气催化氧化苯制备苯酚的新方法为:反应C6H6(g)+N2O(g)
C6H5OH(g)+N2(g)。
(1)
已知6C(s,石墨)+3H2(g)
C6H6(g) ΔH1=+82.9kJ·mol-1
2N2(g)+O2(g)
2N2O(g) ΔH2=+163.2kJ·mol-1
12C(s,石墨)+6H2(g)+O2(g)
2C6H5OH(g) ΔH3=-243kJ·mol-1
则C6H6(g)+N2O(g)
C6H5OH(g)+N2(g) ΔH=kJ·mol-1。
(2)
制备苯酚的苯和N2O的最佳投料比为10:1。此时,N2O、N2的平衡浓度分别为0.050mol/L、0.95mol/L。则制备反应的平衡常数Kc=(写出计算式)。
(3)
如图中,温度过低造成苯酚产率低的主要原因是;反应时间过长造成产率下降的可能原因是。
(4)
反应中使用更高效的催化剂(填“可”或“不可”)提高反应的平衡转化率。已知475℃下反应仍未达到平衡,此时的苯酚产率比450℃时的低,可能原因是。
(5)
研究表明,反应速率符合关系式v=kca(C6H6)cb(N2O),有关数据如表:
c(C6H6)/×10-3mol·L-1
c(N2O)/×10-3mol·L-1
v/×10-3mol·L-1·s-1
12
8.0
1.0
24
8.0
2.0
24
24
6.0
有人据此提出反应可分为三个步骤:
①N2O→N2+O*(活性氧) 快反应
②C6H6+O*→C6H5OH*(活性苯酚) 慢反应
③C6H5OH*→C6H5OH 快反应
下列有关说法正确的是____。
A . O*(活性氧)是该反应的催化剂
B . ②的反应的活化能最小
C . 反应速率v(N2O)=v(N2)
D . 第二步中C6H6与O*的碰撞仅部分有效
答案: 【1】-286
【1】 0 . 9 5 × 0 . 9 5 0 . 0 5 × 9 . 0 5
【1】反应速率较低【2】可能发生副反应,如苯酚被过度氧化
【1】不可【2】催化剂失活
C,D