Question

【題目】化學(xué)環(huán)分解氯化銨的純堿和氯乙烯集成清潔工藝如下：

（1）“釋氨反應(yīng)”步驟可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：

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

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

則總反應(yīng)NH4Cl(s)+MgO(s)≒NH3(g)+MgOHCl(s) ΔH=____kJ/mol

（2）“釋氯反應(yīng)”可能的化學(xué)反應(yīng)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

圖為“釋氯反應(yīng)”在不同溫度下各組分的平衡組成，回答下列問題

①應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)溫度是___________

②500°C時，釋氯反應(yīng)器的壓強(qiáng)為P，計算該溫度下反應(yīng)i的平衡常數(shù)Kp=___________ (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))

③結(jié)合平衡移動原理，原料氣增加水蒸氣的目的是___________

（3）“氯乙烯反應(yīng)”中，(g)+HCl(g)CH2=CHCl(g)的反應(yīng)機(jī)理如圖，其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注

①碳碳叁鍵的鍵能：M1_____ (填“>”或“<”)

②“M2→M3”的化學(xué)方程式為__________

③該反應(yīng)的決速步驟為__________

（4）下列有關(guān)該工藝的說法不正確的是______(填標(biāo)號)

A．可循環(huán)利用的物質(zhì)有NH3、MgO、HCl

B．“石灰窯”和“純堿反應(yīng)”的副產(chǎn)物可實現(xiàn)資源化利用

C．利用MgO作為吸附劑可有效實現(xiàn)NH3與HCl分離

D．減少了從氯堿工業(yè)的產(chǎn)品獲取HCl的電能消耗

Answer 1

【答案】61.34 570℃ 水蒸氣的加入，可促進(jìn)平衡ii逆向移動，平衡iii正向移動，提高HCl的產(chǎn)量 < M2→M3 A

【解析】

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

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

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

故答案為：61.34；

（2）①“釋氯反應(yīng)”過程中，HCl的含量在570℃之前逐漸增加，在570℃后幾乎不變，因此應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)溫度為570℃，

故答案為：570℃；

②由圖像可知，500℃下，n(HCl)=0.25mol，n(H2O)=0.6mol，體系中HCl的分壓p(HCl)= =，故反應(yīng)i的平衡常數(shù)Kp= p(HCl)=，

故答案為：；

③原料氣中增加水蒸氣可促進(jìn)平衡ii逆向移動，平衡iii正向移動，提高HCl的產(chǎn)量，

故答案為：可促進(jìn)平衡ii逆向移動，平衡iii正向移動，提高HCl的產(chǎn)量；

（3）①.由流程圖可知，+HgCl2+HCl能量高于M1+HCl，故M1鍵能小于碳碳三鍵鍵能，

故答案為：<；

②.M2→M3反應(yīng)過程是在催化劑表面完成的，根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知其化學(xué)方程式為：，

故答案為：；

③.整個反應(yīng)機(jī)理過程中，M2→M3反應(yīng)過程中能壘較高，因此決速步驟為M2→M3，

故答案為：M2→M3；

（4）A、整個過程中，HCl不屬于循環(huán)利用的物質(zhì)，故A符合題意；

B、“石灰窯”中產(chǎn)物均完全利用，“純堿反應(yīng)”的副產(chǎn)物Na2CO3具有較為廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)了資源化利用，故B不符合題意；

C、MgO屬于堿性氧化物，能與HCl反應(yīng)生成固體MgCl2，而NH3不反應(yīng)，可實現(xiàn)NH3與HCl分離，故C不符合題意；

D、此工藝中HCl實現(xiàn)了“自產(chǎn)自銷”，不需要利用從氯堿工業(yè)制備獲取HCl，節(jié)約了電能消耗，故D不符合題意；

故答案為A。