题目
合成聚氯乙烯所用的单体氯乙烯多是由乙炔和氯化氢以氯化汞为催化剂合成得到,反应式为 C2H2+HCI——CH2=CHCI 由于乙块价格高于氯化氢,通常使用的原料混合气中HCl是过量的,设其过量10%。若反应器出口气体中氯乙烯摩尔分数为90%,试分别计算乙炔的转化率和氯化氢的转化率。
合成聚氯乙烯所用的单体氯乙烯多是由乙炔和氯化氢以氯化汞为催化剂合成得到,反应式为 C2H2+HCI——CH2=CHCI 由于乙块价格高于氯化氢,通常使用的原料混合气中HCl是过量的,设其过量10%。若反应器出口气体中氯乙烯摩尔分数为90%,试分别计算乙炔的转化率和氯化氢的转化率。
题目解答
答案
乙炔99.47% 氯化氢90.43%
解析
步骤 1:确定反应物和产物的摩尔比
反应式为 C2H2 + HCl → CH2=CHCl,反应物乙炔(C2H2)和氯化氢(HCl)的摩尔比为 1:1,产物为氯乙烯(CH2=CHCl)。
步骤 2:计算乙炔和氯化氢的初始摩尔比
由于氯化氢过量10%,设乙炔的初始摩尔数为1,那么氯化氢的初始摩尔数为1.1。
步骤 3:计算反应器出口气体中氯乙烯的摩尔分数
反应器出口气体中氯乙烯的摩尔分数为90%,即反应器出口气体中氯乙烯的摩尔数占总摩尔数的90%。
步骤 4:计算乙炔和氯化氢的转化率
设乙炔的转化率为x,氯化氢的转化率为y。根据反应式,乙炔和氯化氢的转化率相等,即x=y。根据反应器出口气体中氯乙烯的摩尔分数,可以得到以下方程:
(1-x) + (1.1-y) + x = 1 / 0.9
解得x=0.9947,y=0.9043。
反应式为 C2H2 + HCl → CH2=CHCl,反应物乙炔(C2H2)和氯化氢(HCl)的摩尔比为 1:1,产物为氯乙烯(CH2=CHCl)。
步骤 2:计算乙炔和氯化氢的初始摩尔比
由于氯化氢过量10%,设乙炔的初始摩尔数为1,那么氯化氢的初始摩尔数为1.1。
步骤 3:计算反应器出口气体中氯乙烯的摩尔分数
反应器出口气体中氯乙烯的摩尔分数为90%,即反应器出口气体中氯乙烯的摩尔数占总摩尔数的90%。
步骤 4:计算乙炔和氯化氢的转化率
设乙炔的转化率为x,氯化氢的转化率为y。根据反应式,乙炔和氯化氢的转化率相等,即x=y。根据反应器出口气体中氯乙烯的摩尔分数,可以得到以下方程:
(1-x) + (1.1-y) + x = 1 / 0.9
解得x=0.9947,y=0.9043。