Question

【题目】化学环分解氯化铵的纯碱和氯乙烯集成清洁工艺如下：

（1）“释氨反应”步骤可能发生的化学反应：

NH4Cl(s)≒ NH3(g)+HCl(g) ΔH=163.57 kJ/mol

MgO(s)+ HCl(g) ≒ MgOHCl(s) ΔH=-102.23 kJ/mol

则总反应NH4Cl(s)+MgO(s)≒NH3(g)+MgOHCl(s) ΔH=____kJ/mol

（2）“释氯反应”可能的化学反应有：

i. MgOHCl(s)≒MgO(s)+ HCl(g) ΔH=+97.50 kJ/mol

ii. MgOHCl(s)+ HCl(g)≒MgCl2(s)+H2O(g) ΔH=+2.89 kJ/mol

iii. MgCl2(s)+ H2O(g)=MgO(s)+2HCl(g) ΔH=+94.61 kJ/mol

图为“释氯反应”在不同温度下各组分的平衡组成，回答下列问题

①应选择的最佳反应温度是___________

②500°C时，释氯反应器的压强为P，计算该温度下反应i的平衡常数Kp=___________ (Kp为以分压表示的平衡常数)

③结合平衡移动原理，原料气增加水蒸气的目的是___________

（3）“氯乙烯反应”中，(g)+HCl(g)CH2=CHCl(g)的反应机理如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注

①碳碳叁键的键能：M1_____ (填“>”或“<”)

②“M2→M3”的化学方程式为__________

③该反应的决速步骤为__________

（4）下列有关该工艺的说法不正确的是______(填标号)

A．可循环利用的物质有NH3、MgO、HCl

B．“石灰窑”和“纯碱反应”的副产物可实现资源化利用

C．利用MgO作为吸附剂可有效实现NH3与HCl分离

D．减少了从氯碱工业的产品获取HCl的电能消耗

Answer 1

【答案】61.34 570℃ 水蒸气的加入，可促进平衡ii逆向移动，平衡iii正向移动，提高HCl的产量 < M2→M3 A

【解析】

（1）反应①：NH4Cl(s)≒ NH3(g)+HCl(g) ΔH=163.57 kJ/mol

反应②：MgO(s)+ HCl(g) ≒ MgOHCl(s) ΔH=-102.23 kJ/mol

由反应①+反应②可得：NH4Cl(s)+MgO(s)≒NH3(g)+MgOHCl(s) ΔH=61.34kJ/mol，

故答案为：61.34；

（2）①“释氯反应”过程中，HCl的含量在570℃之前逐渐增加，在570℃后几乎不变，因此应选择的最佳反应温度为570℃，

故答案为：570℃；

②由图像可知，500℃下，n(HCl)=0.25mol，n(H2O)=0.6mol，体系中HCl的分压p(HCl)= =，故反应i的平衡常数Kp= p(HCl)=，

故答案为：；

③原料气中增加水蒸气可促进平衡ii逆向移动，平衡iii正向移动，提高HCl的产量，

故答案为：可促进平衡ii逆向移动，平衡iii正向移动，提高HCl的产量；

（3）①.由流程图可知，+HgCl2+HCl能量高于M1+HCl，故M1键能小于碳碳三键键能，

故答案为：<；

②.M2→M3反应过程是在催化剂表面完成的，根据结构式可知其化学方程式为：，

故答案为：；

③.整个反应机理过程中，M2→M3反应过程中能垒较高，因此决速步骤为M2→M3，

故答案为：M2→M3；

（4）A、整个过程中，HCl不属于循环利用的物质，故A符合题意；

B、“石灰窑”中产物均完全利用，“纯碱反应”的副产物Na2CO3具有较为广泛的应用，实现了资源化利用，故B不符合题意；

C、MgO属于碱性氧化物，能与HCl反应生成固体MgCl2，而NH3不反应，可实现NH3与HCl分离，故C不符合题意；

D、此工艺中HCl实现了“自产自销”，不需要利用从氯碱工业制备获取HCl，节约了电能消耗，故D不符合题意；

故答案为A。