Question

聚氯乙烯是用途十分廣泛的石油化工產(chǎn)品，某化工廠曾利用下列工藝生產(chǎn)聚氯乙烯的單體氯乙烯：

CH₂CH₂+Cl₂→CH₂Cl—CH₂Cl                                  ①

CH₂Cl—CH₂Cl→CH₂CHCl+HCl                                ②

請完成以下問題：

（1）已知反應(yīng)①中二氯乙烷的產(chǎn)率（產(chǎn)率=×100%）為98%，反應(yīng)②中氯乙烯和氯化氫的產(chǎn)率均為95%，則2.8 t乙烯可制得氯乙烯_______________t；同時得到副產(chǎn)物氯化氫_______________t。（計算結(jié)果保留1位小數(shù)）

（2）為充分利用副產(chǎn)物氯化氫，該工廠后來將下列反應(yīng)運用于生產(chǎn)：

2CH₂CH₂+4HCl+O₂→2CH₂Cl—CH₂Cl+2H₂O                     ③

由反應(yīng)①③獲得二氯乙烷，再將二氯乙烷通過反應(yīng)②得到氯乙烯和副產(chǎn)物氯化氫，副產(chǎn)物氯化氫供反應(yīng)③使用，形成了新的工藝。

由于副反應(yīng)的存在，生產(chǎn)中投入的乙烯全部被消耗時，反應(yīng)①③中二氯乙烷的產(chǎn)率依次為a%、c%；二氯乙烷全部被消耗時，反應(yīng)②中氯化氫的產(chǎn)率為b%。試計算：

反應(yīng)①③中乙烯的投料比為多少時，新工藝既不需要購進(jìn)氯化氫為原料，又沒有副產(chǎn)物氯化氫剩余（假設(shè)在發(fā)生的副反應(yīng)中既不生成氯化氫，也不消耗氯化氫）。

Answer 1

(1)5.8  3.4

(2)

解析:

（1）設(shè)生成的氯乙烯和氯化氫質(zhì)量分別為x、y 。

由反應(yīng)①②得：

CH₂==CH₂→Cl—CH₂Cl→CH₂==CHCl+HCl

     28                     62.5  36.5

2.8 t·98%·95%                x     y

解得：氯乙烯為5.8 t，氯化氫為3.4 t。

（2）設(shè)投入反應(yīng)①③的乙烯物質(zhì)的量分別為x、y，則：

由反應(yīng)①生成的二氯乙烷為x·a%,

由反應(yīng)③生成的二氯乙烷為y·c%。

則由反應(yīng)①③共制得二氯乙烷的物質(zhì)的量為(x·a%+y·c%），通過反應(yīng)②可獲得HCl的物質(zhì)的量為(x·a%+y·c%）·b%。

據(jù)題意，反應(yīng)③消耗的HCl為2·y·c%,則：

2·y·c%=(x·a%+y·c%)·b%

解得：

反應(yīng)①③中乙烯的投料比應(yīng)為。