18.苯酚(C
6H
5OH)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N
2O廢氣氧化苯制備苯酚的新方法,方程式為:C
6H
6(g)+N
2O(g)═C
6H
5OH(g)+N
2(g)。
(1)已知:C
6H
6(g)=6C(s,石墨)+3H
2(g)ΔH
l=-82.9kJ?mol
-12N
2(g)+O
2(g)═2N
2O(g)ΔH
2=+163.2kJ?mol
-12C
6H
5OH(g)═12C(s,石墨)+6H
2(g)+O
2(g)ΔH
3=+243kJ?mol
-1則C
6H
6(g)+N
2O(g)═C
6H
5OH(g)+N
2(g)ΔH=
。
(2)以固定N
2O和苯酚比例、恒定流速、O
2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)N
2O轉(zhuǎn)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(jìn)行反應(yīng)時(shí),N
2O的初始轉(zhuǎn)化率很高,隨著反應(yīng)時(shí)間的延續(xù),N
2O轉(zhuǎn)化率迅速降低,究其原因可能是
。
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:
。
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)):
(3)過程中生成的物質(zhì)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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,H
2O
2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)Fe
2+/H
2O
2聯(lián)合處理有機(jī)廢水時(shí),F(xiàn)e
2++H
2O
2═Fe
3++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)eSO
4?7H
2O與H
2O
2的質(zhì)量之比過小或過大,處理苯酚的效果均較差,請(qǐng)分析可能的原因:
。