Question

石油化工是江蘇省的支柱產(chǎn)業(yè)之一．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：
CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂Cl-CH₂C1…①
CH₂Cl-CH₂C1→CH₂=CHCl+HCl…②
請回答以下問題：
（1）已知反應(yīng)①中二氯乙烷的產(chǎn)率（產(chǎn)率=

實際產(chǎn)生

理論產(chǎn)生

×100%）為98%，反應(yīng)②中氯乙烯和HCl的產(chǎn)率均為95%，則2.8t乙烯可制得氯乙烯

 

t，同時得到副產(chǎn)物HCl

 

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)：
2CH₂=CH₂+4HCl+O₂→2CH₂Cl-CH₂C1+2H₂O…③
由反應(yīng)①、③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)①、③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)①、③中乙烯的投料比為多少時，新工藝既不需要購進氯化氫為原料，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

考點：有關(guān)有機物分子式確定的計算,化學方程式的有關(guān)計算

專題：有機化合物的獲得與應(yīng)用

分析：（1）根據(jù)方程式①②可計算出氯乙烯的理論產(chǎn)量，再根據(jù)兩步反應(yīng)的產(chǎn)率進行計算氯乙烯的產(chǎn)量，根據(jù)反應(yīng)②可計算出氯化氫的產(chǎn)量；
（2）根據(jù)新工藝既不需要購進氯化氫為原料，又沒有副產(chǎn)物氯化氫剩余即反應(yīng)②中產(chǎn)生的氯化氫等于反應(yīng)③中消耗的氯化氫，結(jié)合三個反應(yīng)的產(chǎn)率進行列等式計算；

解答： 解：（1）根據(jù)CH₂=CH₂～CH₂Cl-CH₂C1～CH₂=CHCl～HCl的關(guān)系可知，氯乙烯的理論產(chǎn)量為

62.5

28

×2.8t=6.25t，所以實際產(chǎn)量為6.25t×98%×95%=5.8t，同時得到副產(chǎn)物HCl的實際產(chǎn)量為

36.5

28

×2.8×98%×95%t=3.4t，
故答案為：5.8；3.4；
（2）設(shè)投入反應(yīng)①、③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%，
所以由反應(yīng)①、③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%，
則有2?y?c%=（x?a%+y?c%）?b%，解得：

x

y

=

200c-bc

ab

，所以反應(yīng)①、③中乙烯的投料比應(yīng)為

200c-bc

ab

，
答：反應(yīng)①、③中乙烯的投料比應(yīng)為

200c-bc

ab

．

點評：本題主要考查根據(jù)有機反應(yīng)的計算，難度中等，解題時注意產(chǎn)率的概念的應(yīng)用，根據(jù)化學方程式計算是化學學科中最為常見的題型之一，解題時最主要的是根據(jù)題意找出等量關(guān)系．