题目内容

聚氯乙烯是用途十分广泛的石油化工产品,某化工厂曾利用下列工艺生产聚氯乙烯的单体氯乙烯:

CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl①

CH2Cl-CH2Cl→CH2=CHCl+HCl②

请回答以下问题:

(1)已知反应①中二氯乙烷的产率(产率=×100%)为98%,反应②中氯乙烯和氯化氢的产率均为95%,则2.8 t乙烯可制得氯乙烯________t,同时得到副产物氯化氢________t.(计算结果保留1位小数)

(2)为充分利用副产物氯化氢,该工厂后来将下列反应运用于生产:

2CH2CH2+4HCl+O2→2CH2Cl-CH2Cl+2H2O③

由反应①③获得二氯乙烷,再将二氯乙烷通过反应②得到氯乙烯和副产物氯化氢,副产物氯化氢供反应③使用,形成了新的工艺.

由于副反应的存在,生产中投入的乙烯全部被消耗时,反应①③中二氯乙烷的产率依次为a%、c%;二氯乙烷全部被消耗时,反应②中氯化氢的产率为b%.试计算:反应①③中乙烯的投料比为多少时,新工艺既不需要购进氯化氢为原料,又没有副产物氯化氢剩余(假设在发生的副反应中既不生成氯化氢,也不消耗氯化氢).

答案:
解析:

  答案:(1)5.8 3.4 

  (2)

  解析:(1)根据题意,列出计算式:

  可制得氯乙烯的质量:×98%×95%×62.5=5.8 t

  得到副产物氯化氢的质量:×98%×95%×36.5=3.4 t

  (2)设投入反应①③的乙烯物质的量分别为x、y,则:

  由反应①生成的二氯乙烷为x·a%,

  由反应③生成的二氯乙烷为y·c%,

  则由反应①③共制得二氯乙烷的物质的量为(x·a%+y·c%),通过反应②可获得HCl的物质的量为(x·a%+y·c%)·b%.

  据题意,反应③消耗的HCl为2·y·c%,则:

  2·y·c%=(x·a%+y·c%)·b%

  解得:

  反应①③中乙烯的投料比应为


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