题目
以乙烯、氯化氢和氧为原料,在催化剂氯化铜的作用下进行反应,生成了()和水。
以乙烯、氯化氢和氧为原料,在催化剂氯化铜的作用下进行反应,生成了()和水。
题目解答
答案
二氯乙烷
解析
本题考查有机化学反应机理,核心在于理解乙烯与HCl的加成反应及氧气在催化剂作用下的参与方式。关键点在于:
- 乙烯与HCl的加成:乙烯(C₂H₄)与HCl在催化剂作用下发生反式加成,生成氯乙烷(C₂H₅Cl)。
- 氧气的作用:在CuCl₂催化下,氧气可能促进二次加成或取代反应,使第二个Cl原子结合到分子中,最终生成二氯乙烷(C₂H₄Cl₂)。
反应路径分析
- 首次加成:乙烯与HCl反应生成氯乙烷:
$\text{C}_2\text{H}_4 + \text{HCl} \xrightarrow{\text{CuCl}_2} \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}$ - 二次反应:在氧气存在下,氯乙烷进一步与HCl反应,第二个Cl取代分子中的H,生成二氯乙烷并释放水:
$\text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl} + \frac{1}{2}\text{O}_2 \xrightarrow{\text{CuCl}_2} \text{C}_2\text{H}_4\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O}$
化学方程式整合
综合两次反应,总反应式为:
$\text{C}_2\text{H}_4 + 2\text{HCl} + \frac{1}{2}\text{O}_2 \xrightarrow{\text{CuCl}_2} \text{C}_2\text{H}_4\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O}$