對氯苯甲醛、對氯苯甲酸均是重要的印染中間體,研究小組對其進行如下探究.
(1)探究對氯苯甲醛的生產(chǎn)條件.
將1mol對氯甲苯溶解在乙酸溶劑中,加入氧化錳八面體分子篩催化劑(OMS-2),再加幾滴濃HBr,以50mL/min的速率通入足量O2,調(diào)節(jié)不同溫度多次實驗,均反應l0小時后測得的數(shù)據(jù)如圖(a).反應可能機理如圖(b).
①反應的催化劑除了OMS-2外,還有 HBrHBr.
②90℃時,10h內(nèi),對氯甲苯的平均消耗速率為 0.080.08mol/h.
③90℃時,對氯苯甲醛的選擇性為 70.25%70.25%(選擇性=對氯苯甲醛產(chǎn)量對氯甲苯消耗量×100%).
④100℃時,若要使產(chǎn)率高于60%,可采取的措施是 更換選擇性更好的催化劑(更換100℃下選擇性更好的催化劑)、延長反應時間更換選擇性更好的催化劑(更換100℃下選擇性更好的催化劑)、延長反應時間(至少答兩條).
(2)探究對氯苯甲酸(HA)在苯-水體系中的溶解狀況.
已知:常溫下,HA在水(W)和苯(B)兩相間的分配系數(shù):KD=c(HA)Bc(HA)W=1.00(只與溫度有關)
在水中,HA?H++A-ΔH>0,其Ka(HA)=1.00×10-4.
在苯中,HA只發(fā)生二聚:2HA?(HA)2.
實驗測得:水中c(A-)=5.00×10-4mol?L-1時,苯中的c[(HA)2]=7.05×10-4mol?L-1.
試回答下列問題:
①水溶液的pH=3.33.3.(lg2≈0.3)
②在苯中二聚反應的平衡常數(shù)K=1.13×102L/mol1.13×102L/mol.(保留三位有效數(shù)字)
③若向萃取體系中滴入少量濃鹽酸,則苯中c[(HA)2]將 增大增大(填“增大”“減小”或“不變”),理由是 濃鹽酸只溶于水層,使水中c(H+)增大,電離平衡逆向移動,致c(HA)B增大,這促使更多的 進入苯層,致c(HA)B也增大,使苯中二聚平衡正向移動,最終使c[(HA)2]增大濃鹽酸只溶于水層,使水中c(H+)增大,電離平衡逆向移動,致c(HA)B增大,這促使更多的 進入苯層,致c(HA)B也增大,使苯中二聚平衡正向移動,最終使c[(HA)2]增大.
對氯苯甲醛產(chǎn)量
對氯甲苯消耗量
c
(
HA
)
B
c
(
HA
)
W
【答案】HBr;0.08;70.25%;更換選擇性更好的催化劑(更換100℃下選擇性更好的催化劑)、延長反應時間;3.3;1.13×102L/mol;增大;濃鹽酸只溶于水層,使水中c(H+)增大,電離平衡逆向移動,致c(HA)B增大,這促使更多的 進入苯層,致c(HA)B也增大,使苯中二聚平衡正向移動,最終使c[(HA)2]增大
【解答】
【點評】
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