Question

15．石油化工是江苏省的支柱产业之一．聚氯乙烯是用途十分广泛的石油化工产品，某化工厂曾利用下列工艺生产聚氯乙烯的单体氯乙烯：
CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂Cl-CH₂C1…①
CH₂Cl-CH₂C1→CH₂=CHCl+HCl…②
 请回答以下问题：
（1）已知反应①中二氯乙烷的产率（产率$\frac{实际产量}{理论产量}$=×100%）为98%，反应②中氯乙烯和氯化氢的产率均为95%，则2.8t乙烯可制得氯乙烯5.8t，同时得到副产物氯化氢3.4t．（计算结果保留1位小数）
（2）为充分利用副产物氯化氢，该工厂后来将下列反应运用于生产：2CH₂=CH₂+4HCl+0₂→2CH₂CI-CH₂C1+2H₂0…-③由反应①、③获得二氯乙烷，再将二氯乙烷通过反应②得到氯乙烯和副产物氯化氢，副产物氯化氢供反应③使用，形成了新的工艺．由于副反应的存在，生产中投入的乙烯全部被消耗时，反应①、③中二氯乙烷的产率依次为a%、c%；二氯乙烷全部被消耗时，反应②中氯化氢的产率为b%．试计算：反应①、③中乙烯的投料比为多少时，新工艺既不需要购进氯化氢为原料，又没有副产物氯化氢剩余（假设在发生的副反应中既不生成氯化氢，也不消耗氯化氢）．

Answer 1

分析 （1）根据方程式①②可计算出氯乙烯的理论产量，再根据两步反应的产率进行计算氯乙烯的产量，根据反应②可计算出氯化氢的产量；
（2）根据新工艺既不需要购进氯化氢为原料，又没有副产物氯化氢剩余即反应②中产生的氯化氢等于反应③中消耗的氯化氢，结合三个反应的产率进行列等式计算．

解答 解：（1）根据CH₂=CH₂～CH₂Cl-CH₂C1～CH₂=CHCl～HCl的关系可知，氯乙烯的理论产量为2.8t×$\frac{62.5}{28}$t=6.25t，所以实际产量为6.25t×98%×95%=5.8t，同时得到副产物HCl的实际产量为2.8t××98%×95%×$\frac{36.5}{28}$t=3.4t，
故答案为：5.8；3.4；
（2）设投入反应①、③的乙烯物质的量分别为x、y，则：由反应①生成的二氯乙烷为x•a%，由反应③生成的二氯乙烷为y•c%，
所以由反应①、③共制得二氯乙烷的物质的量为（x•a%+y•c%），通过反应②可获得HCl的物质的量为（x•a%+y•c%）•b%，据题意，反应③消耗的HCl为2•y•c%，
则有2•y•c%=（x•a%+y•c%）•b%，解得：$\frac{x}{y}$=$\frac{200c-bc}{ab}$，所以反应①、③中乙烯的投料比应为$\frac{200c-bc}{ab}$，
答：反应①、③中乙烯的投料比应为$\frac{200c-bc}{ab}$．

点评 本题主要考查根据有机反应的计算，难度中等，根据化学方程式计算是化学学科中最为常见的题型之一，解题时最主要的是根据题意找出等量关系．