Question

15．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(qǐng)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$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$=×100%）為98%，反應(yīng)②中氯乙烯和氯化氫的產(chǎn)率均為95%，則2.8t乙烯可制得氯乙烯5.8t，同時(shí)得到副產(chǎn)物氯化氫3.4t．（計(jì)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(yùn)用于生產(chǎn)：2CH₂=CH₂+4HCl+0₂→2CH₂CI-CH₂C1+2H₂0…-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(shí)，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(shí)，反應(yīng)②中氯化氫的產(chǎn)率為b%．試計(jì)算：反應(yīng)①、③中乙烯的投料比為多少時(shí)，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

分析 （1）根據(jù)方程式①②可計(jì)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(jìn)行計(jì)算氯乙烯的產(chǎn)量，根據(jù)反應(yīng)②可計(jì)算出氯化氫的產(chǎn)量；
（2）根據(jù)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(gè)反應(yīng)的產(chǎn)率進(jìn)行列等式計(jì)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2.8t×$\frac{62.5}{28}$t=6.25t，所以實(shí)際產(chǎn)量為6.25t×98%×95%=5.8t，同時(shí)得到副產(chǎn)物HCl的實(shí)際產(chǎn)量為2.8t××98%×95%×$\frac{36.5}{28}$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：$\frac{x}{y}$=$\frac{200c-bc}{ab}$，所以反應(yīng)①、③中乙烯的投料比應(yīng)為$\frac{200c-bc}{ab}$，
答：反應(yīng)①、③中乙烯的投料比應(yīng)為$\frac{200c-bc}{ab}$．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查根據(jù)有機(jī)反應(yīng)的計(jì)算，難度中等，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算是化學(xué)學(xué)科中最為常見的題型之一，解題時(shí)最主要的是根據(jù)題意找出等量關(guān)系．