10. 苯甲醛(
)是生产氨苄青霉素、某些苯胺染料等产品的重要中间体。制备苯甲醛的常用方法有气相催化氧化法和电催化氧化法。
I.气相催化氧化法(以Ce/ZSM-5为催化剂)主要反应:
(g)+O
2(g)
(g)+H
2O(g)Δ
H(1)已知:
①
(g)+ 8O
2(g)=7CO
2(g)+3H
2O(g)
Δ
H=—3452.6kJ/mol
②
(g)+9O
2(g)= 7CO
2(g)+4H
2O(g)
Δ
H=—3784.9kJ/mol
则反应
(g)+ O
2(g)
(g) +H
2O(g)
Δ
H=
______(2)在一容积为2L的密闭容器中分别充入甲苯和氧气各2mol,在同一时间(80min)、不同温度下测得甲苯的转化率、苯甲醛的选择性和收率如图所示,其中:
温度控制在380℃,前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为
_______;甲苯的转化率随温度升高而增大的原因是
_______。
(3)其他条件相同、不同空速下测得苯甲醛的选择性和收率如图所示。
已知:①空速指鼓入空气的速度,单位为h
-1;
②苯甲醛吸附在催化剂表面才能被进一步氧化为苯甲酸。
请分析当空速由1000h
-1增大至2500h
-1过程中苯甲醛选择性增加的原因:
_______ 。
(4)合成苯甲醛的最佳温度和空速应为_______(填序号)。
A.350℃、5000h-1 | B.350℃、2500h-1 | C.410℃、5000h-1 | D.410℃、2500h-1 |
II.电催化氧化法
以硫酸酸化的MnSO
4溶液作为电解媒质间接氧化甲苯制备苯甲醛的工艺方案如图所示:
(5)a为电源
_______极;生成苯甲醛的离子方程式为
_______;右池生成0.1mol H
2时,左池可产生
_______ mol
。