氯气和氢气见光反应会爆炸的原因是什么?
来源:新能源网
时间:2024-08-17 13:46:10
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氯气和氢气见光反应会爆炸的原因是什么?【专家解说】:H2和Cl2混合气体见光爆炸是一个自由基链式反应过程。Cl2分子中的Cl-Cl键很弱,光照条件下就能打断它,使Cl2分子解离成2
【专家解说】:H2和Cl2混合气体见光爆炸是一个自由基链式反应过程。
Cl2分子中的Cl-Cl键很弱,光照条件下就能打断它,使Cl2分子解离成2个Cl原子:Cl2—hν→2Cl
Cl原子又能发生如下反应:
Cl+H2→HCl+H
生成的H原子又能反应:
H+Cl2→HCl+Cl
上两个反应是自由基反应,因为有十分活泼的Cl和H原子自由基的参与而很容易进行,并且释放能量。放出能量进一步促进了Cl2的解离:
Cl2+M→2Cl+M (M是惰性分子或者器壁)
以上三个反应循环往复,但没有一个反应使自由基数量减少(反应初期自由基浓度低,互相碰撞的可能性很小),导致反应分子迅速转化为大量自由基,生成HCl和发出能量。
当反应体系自由基浓度达到一定水平时,自由基合并的过程明显起来:
H+H→H2
Cl+Cl→Cl2
H+Cl→HCl
这些高能的自由基合并成低能的稳定分子会更急剧的放热。反应体系的散热远远跟不上急剧的放热,导致体系的温度和压强急剧升高而发生爆炸。
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